[发明专利]一种天基大口径反射镜轻量化设计方法

摘要

本发明涉及一种天基大口径反射镜轻量化设计方法，属于空间遥感大口径反射镜轻量化设计技术领域。解决现有技术中传统的反射镜轻量化设计方法存在的设计效率低，设计周期长和不易得到最优镜体结构的弊端的技术问题。本发明提供的一种天基大口径反射镜轻量化设计方法是采用传统经验设计、拓扑优化设计和尺寸参数优化设计相结合的综合优化设计方法开展镜体的结构设计，大量的重复迭代工作由计算机完成，节省大量人力，设计效率高；设计过程收敛快，可以很快的获得最优性能的镜体结构。

主权项

一种天基大口径反射镜轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据反射镜有效通光口径及分配给该反射镜组件的光学指标公差，开展指标分解确定镜体的设计指标，根据设计指标确定径厚比设计、镜体轮廓结构形式选择、支撑点个数确定、支撑点位置设计、轻量化结构形式选择、装调检测接口设计参数，设计反射镜镜坯，设计完成后进行质量预估，如果质量不满足要求，则更改结构，重新设计反射镜镜坯；如果质量满足要求，则进行步骤2，对反射镜镜坯进行拓扑优化设计；步骤2、定义反射镜镜坯的镜体背部轻量化筋结构为可设计区域，镜面面板、背板和镜体的周边立筋为非拓扑优化区域，然后对可设计区域进行拓扑优化，以镜面柔顺度最小为优化目标函数，以镜体的去除体积比为约束条件，给镜体施加工作状态的载荷和边界位移条件，迭代优化获得镜体的最优质量分布形式；步骤3、采用Isight集成仿真优化平台集成有限元分析软件和数据处理软件，以反射镜镜坯在重力载荷下的镜面面形rms值变化最小为优化设计目标，以镜体质量为约束条件，采用最优拉丁超立方优化算法，对镜体上的决定镜面面形精度的主筋1、主筋2、辅筋、周边辐射筋、周边辐射筋背板、背板、筋交叉点壁、中心环厚度和中心辐射筋各参数进行迭代优化，完成天基大口径反射镜轻量化设计。