空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107450154A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201710694619.0(22)申请日2017.08.15(71)申请人北京空间机电研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号9201信箱5分箱(72)发明人史姣红罗世魁曹东晶罗廷云唐璐宗肖颖张建国魏鑫(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人陈鹏(51)Int.Cl.G02B7/183(2006.01)G02B7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构(57)摘要空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构。主反射镜的外侧周向的多个齿与支撑托框的内侧周向的多个矩形齿相互啮合，并且相邻齿和矩形齿之间留有注胶间隙以用于注胶。胶斑主要发生剪切变形，胶斑的剪切模量比拉压模量小很多，使主反射镜所受外力减小，使得主反射镜形状不恶化。CN107450154ACN107450154A权利要求书1/1页1.空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，包括主反射镜(1)和支撑托框(2)；主反射镜(1)包括镜台(3)、镜面(4)以及多个齿(5)，其中，镜台(3)为圆筒状结构，镜面(4)的形状为圆形，与镜台(3)连接，镜台(3)与镜面(4)的圆心相同，且镜面(4)的直径大于镜台(3)的直径，镜台(3)的外侧周向均匀分布有多个齿(5)，多个齿(5)之间形成多个间隙(6)；支撑托框(2)被构造为内侧周向具有均匀分布的多个矩形齿(7)的圆柱体，多个矩形齿(7)之间形成多个间隙(8)；其中，镜台(3)的外侧周向的多个齿(5)与支撑托框(2)的内侧周向的多个矩形齿(7)相互啮合，矩形齿(7)插入间隙(6)，齿(5)插入间隙(8)，并且相邻的齿(5)和矩形齿(7)之间均留有注胶间隙。2.根据权利要求1所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，所述注胶间隙包括周向注胶间隙和径向注胶间隙，并且每个周向注胶间隙均相等，每个径向注胶间隙均相等。3.根据权利要求2所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，在径向注胶间隙中注胶，以形成圆盘状径向胶斑(10)，在周向注胶间隙中注胶，以形成圆盘状周向胶斑(11)。4.根据权利要求3所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，注胶使用的胶为硫化橡胶。5.根据权利要求1所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，还包括卸载环(9)，安装在支撑托框(2)的外部，用于抵抗外部变形。6.根据权利要求1所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，镜台(3)的内部具有三角形减轻槽(12)，三角形减轻槽(12)接触镜面，用于支撑镜台(3)和镜面(4)。7.根据权利要求1所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，主反射镜(1)由微晶玻璃或SiC制成。8.根据权利要求1所述的空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构，其特征在于，支撑托框(2)由钛合金制成。2CN107450154A说明书1/3页空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构技术领域[0001]本发明涉及空间反射镜的拉压模量剪切模量卸载支撑结构。背景技术[0002]随着空间相机分辨率的提高，主反射镜的口径越来越大，传统的反射镜结构设计形式在主反射镜口径超过Φ500mm时，如果环境温度发生变化，由于两种材料热变形差异过大，导致反射镜面形恶化程度较大。[0003]一般托框式支撑的反射镜结构，镜片与托框的连接均使用硫化橡胶。该硫化橡胶的泊松比ν＝0.48，对于弹性材料，在小变形假设下，材料弹性模量E和剪切模量G存在下面的关系：[0004]G＝E/2(1+ν)[0005]通过工程中大量的硫化橡胶的模量试验得知该硫化橡胶的弹性模量一般为2.5Mpa，则通过计算得出胶的剪切模量G＝0.84Mpa，两者之间的比值为2.96，可以看出理论状态下的模量E和G差别不大。上述情况是该硫化橡胶在图1(a)和(b)所示的理想状态下的情况。但是在实际应用中胶斑受力情况与图1有较大差别，胶斑除了受拉压力或剪切力，胶的两端面是被约束的，即在端面上不可自由收缩，在这种情况下，该硫化橡胶的受力形式如图2(a)和(b)所示。在这种情况下，该硫化橡胶承受的实际剪切模量G1和理论剪切模量G相同，但是实际弹性模量E1与理论弹性模量E有很大的差异，通过试验及仿真，表现出的模量约为26Mpa，大约是剪切模量的30倍。发明内容[0006]本发明的技术解决问题是：[0007]克服现有结构的不足，针对主反射镜结构件的热失调问题，采用使主反射镜和支撑托框互相啮合，并在啮合的间隙之间注胶的方式，使