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三自由度柔性镜框结构力学性能分析

汪宝旭 朱明智 陈晓娟 王美聪 吴文凯

汪宝旭, 朱明智, 陈晓娟, 王美聪, 吴文凯. 三自由度柔性镜框结构力学性能分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3998-4005.
引用本文: 汪宝旭, 朱明智, 陈晓娟, 王美聪, 吴文凯. 三自由度柔性镜框结构力学性能分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(12): 3998-4005.
Wang Baoxu, Zhu Mingzhi, Chen Xiaojuan, Wang Meicong, Wu Wenkai. Mechanical analysis of 3-DOF flexure optical mount structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3998-4005.
Citation: Wang Baoxu, Zhu Mingzhi, Chen Xiaojuan, Wang Meicong, Wu Wenkai. Mechanical analysis of 3-DOF flexure optical mount structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(12): 3998-4005.

三自由度柔性镜框结构力学性能分析

基金项目: 

中国工程物理研究院总体所创新与发展基金(12cxj15);中国工程物理研究院科技发展基金(2012B0203021)

详细信息
    作者简介:

    汪宝旭(1986-),男,助理工程师,硕士,主要从事ICF装置精密光机结构设计方面的研究工作。Email:408wangbx@caep.cn

    通讯作者: 朱明智渊1973-),男,副研究员,博士,主要从事ICF装置精密光机结构设计与研究的工作。Email:zhumz@caep.cn
  • 中图分类号: TH703

Mechanical analysis of 3-DOF flexure optical mount structure

  • 摘要: 为实现小型光学元件的柔性安装和精密调整,设计了一种三自由度柔性安装结构,并对其力学特性进行了理论研究。首先,从柔性镜框的工作原理出发,建立了柔性结构的力学模型,推导了模型的刚度表达式,并利用有限元分析方法进行了验证分析。然后,根据推导的刚度表达式分析了主要结构参数对柔性镜框力学特性的影响,并讨论了减小寄生运动的措施。最后,以通光口径为135 mm的平面反射镜为例,进行了柔性结构的设计计算和参数优化,并对其力学性能进行了仿真分析。验证结果表明:给定的参数范围内,刚度的理论计算和有限元分析结果的相对误差5.5%,表明所推导的刚度计算公式具有足够的精度,验证了理论模型与计算的正确性。同时,柔性镜框力学特性分析结果对柔性镜框的结构设计、力学性能分析和参数优化具有理论指导意义。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-13
  • 修回日期:  2014-05-15
  • 刊出日期:  2014-12-25

三自由度柔性镜框结构力学性能分析

    作者简介:

    汪宝旭(1986-),男,助理工程师,硕士,主要从事ICF装置精密光机结构设计方面的研究工作。Email:408wangbx@caep.cn

    通讯作者: 朱明智渊1973-),男,副研究员,博士,主要从事ICF装置精密光机结构设计与研究的工作。Email:zhumz@caep.cn
基金项目:

中国工程物理研究院总体所创新与发展基金(12cxj15);中国工程物理研究院科技发展基金(2012B0203021)

  • 中图分类号: TH703

摘要: 为实现小型光学元件的柔性安装和精密调整,设计了一种三自由度柔性安装结构,并对其力学特性进行了理论研究。首先,从柔性镜框的工作原理出发,建立了柔性结构的力学模型,推导了模型的刚度表达式,并利用有限元分析方法进行了验证分析。然后,根据推导的刚度表达式分析了主要结构参数对柔性镜框力学特性的影响,并讨论了减小寄生运动的措施。最后,以通光口径为135 mm的平面反射镜为例,进行了柔性结构的设计计算和参数优化,并对其力学性能进行了仿真分析。验证结果表明:给定的参数范围内,刚度的理论计算和有限元分析结果的相对误差5.5%,表明所推导的刚度计算公式具有足够的精度,验证了理论模型与计算的正确性。同时,柔性镜框力学特性分析结果对柔性镜框的结构设计、力学性能分析和参数优化具有理论指导意义。

English Abstract

参考文献 (36)

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