空间轻小型反射镜柔性支撑设计与动力学分析

针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度。分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.05 nm和8.88 nm,基频模态为926.1Hz,在保证面形精度的柔性要求与高刚度抵御振动损坏的平衡中,这种柔性设计方案最为合理。进一步完成了柔性支撑结构的参数优化设计并进行了动力学分析,频率响应下应力最大值为96 MPa,小于材料的抗拉强度极限;随机振动分析结果表明,反射镜加速度响应均方根为11.14 g RMS,并满足3σ准则。文章最后通过0.2 g正弦扫频试验,验证了有限元模态分析相对误差为2.4%。实验结果表明,分析结果基本准确可靠,柔性环节设计可靠,满足使用要求。