面向多目标集成优化与二次烧结工艺的SiC反射镜组件超轻量化结构设计

谢新旺; 殷龙海; 李延伟; 李骏驰; 张晓辉; 李建杰

doi:10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.01.019

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面向多目标集成优化与二次烧结工艺的SiC反射镜组件超轻量化结构设计

光学器件与系统设计 | 更新时间：2025-09-01

- 面向多目标集成优化与二次烧结工艺的SiC反射镜组件超轻量化结构设计
- Design of Ultra-lightweight structure SiC mirror assembly for multi-objective iintegrated optimization and ssecondary sintering process
- 光学技术 2024年50卷第1期页码：1-6
- 作者机构：
  
  1:季华实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2016YFBO500301)
- DOI：10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.01.019
  中图分类号： TH74
- 纸质出版：2024
- 稿件说明：
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谢新旺, 殷龙海, 李延伟, 等. 面向多目标集成优化与二次烧结工艺的SiC反射镜组件超轻量化结构设计[J]. 光学技术, 2024,50(1):1-6.

Design of Ultra-lightweight structure SiC mirror assembly for multi-objective iintegrated optimization and ssecondary sintering process[J]. 2024, 50(1): 1-6.
谢新旺, 殷龙海, 李延伟, 等. 面向多目标集成优化与二次烧结工艺的SiC反射镜组件超轻量化结构设计[J]. 光学技术, 2024,50(1):1-6. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.01.019.

Design of Ultra-lightweight structure SiC mirror assembly for multi-objective iintegrated optimization and ssecondary sintering process[J]. 2024, 50(1): 1-6. DOI： 10.13741/j.cnki.11-1879/o4.2024.01.019.

摘要

为了满足高精密空间光学设备超轻量化要求，运用参数优化技术、有限元分析与先进碳化硅(SiC)制造技术，提出了一种多目标集成优化与二次烧结工艺相结合的Φ600mm反射镜组件超轻量化结构设计方法。X、Z两个方向上的SiC反射镜面形的均方根值(RMS)、重量为优化目标，将反射镜轴向厚度、镜面厚度等参数作为设计变量，获得了轻量化率为90.55%的超轻量化反射镜结构；提出反射镜支撑结构同样采用SiC材料，利用二次烧结工艺方法，将两者直接烧结成型，减少粘接装配环节，获得了轻量化率为92%的反射镜组件；利用有限元分析与试验对超轻量化结构设计方法的正确性和合理性进行了验证。结果表明：在重力载荷、温度载荷、镜面加工残差的综合影响下，反射镜组件面形误差RMS值为10.034nm

优于12.6nm的设计要求，且动态刚度良好，满足使用要求。

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