空間反射鏡加強結構的多目標拓撲結構輕量化設計.pdf

1、空間探測需求的不斷提高對空間相機的主反射鏡提出了口徑更大的要求。但是反射鏡口徑的增加造成鏡面變形增大和發(fā)射成本的升高。因此，如何在保證反射鏡結構性能要求前提下，最大限度的減少反射鏡質量是該領域重要的研究課題。針對反射鏡對面形、固有頻率和輕量化的多重要求，基于多層次優(yōu)化和多目標優(yōu)化理論對反射鏡的基體結構進行布局優(yōu)化，主要內容如下：
　　首先，建立反射鏡的實體模型，分析反射鏡主要工況，確定其載荷和邊界條件；對反射鏡進行靜力學分析、模態(tài)

2、分析和沖擊響應分析，確定進行輕量化的性能約束指標。
　　其次，以鏡面結構的柔順度最小為目標，以一階固有頻率、鏡面節(jié)點的最大位移為約束條件，建立鏡面結構形貌優(yōu)化的數(shù)學模型，并進行基體加強結構的形貌優(yōu)化；
　　然后，利用折衷規(guī)劃法定義多剛度拓撲優(yōu)化目標函數(shù)，利用平均頻率法定義固有頻率拓撲優(yōu)化的目標函數(shù)，并基于容限法確定了各子目標的權重系數(shù)，得到基于變密度插值模型的反射鏡多目標拓撲優(yōu)化的目標函數(shù)；參考形貌優(yōu)化和拓撲優(yōu)化的結果得到反