| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 主要符号表 | 第20-21页 |
| 1 绪论 | 第21-46页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第21-22页 |
| 1.2 大口径空间反射镜结构国内外研究现状 | 第22-27页 |
| 1.2.1 国外主要空间望远镜项目发展现状 | 第23-26页 |
| 1.2.2 国内大口径空间反射镜研究现状 | 第26-27页 |
| 1.3 空间反射镜轻量化设计的研究进展 | 第27-41页 |
| 1.3.1 反射镜结构的光学性能表征 | 第27-31页 |
| 1.3.2 空间反射镜常用的材料与轻量化构型 | 第31-35页 |
| 1.3.3 大口径反射镜的可制造性问题 | 第35-36页 |
| 1.3.4 空间反射镜结构设计方法的研究进展 | 第36-41页 |
| 1.4 柔性支撑结构设计的研究进展 | 第41-43页 |
| 1.4.1 空间反射镜支撑方式概述 | 第41-42页 |
| 1.4.2 反射镜柔性支撑结构设计方法的研究进展 | 第42-43页 |
| 1.5 本文主要研究思路 | 第43-46页 |
| 2 基于筋板式基结构拓扑优化的背部开放式反射镜结构设计方法 | 第46-62页 |
| 2.1 前言 | 第46-47页 |
| 2.2 基于筋板式基结构的反射镜拓扑优化模型 | 第47-50页 |
| 2.2.1 空间反射镜设计要求 | 第47-48页 |
| 2.2.2 基结构形式 | 第48页 |
| 2.2.3 拓扑优化数学模型 | 第48-50页 |
| 2.3 拓扑优化构型的提取与详细设计 | 第50-51页 |
| 2.4 设计算例——2m大口径圆形反射镜 | 第51-57页 |
| 2.4.1 初始筋板式基结构 | 第51-53页 |
| 2.4.2 拓扑优化结果与概念构型 | 第53-55页 |
| 2.4.3 反射镜结构详细设计与性能评价 | 第55-57页 |
| 2.5 其他应用算例——非圆形离轴反射镜的改进设计 | 第57-61页 |
| 2.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 3 基于三维实体拓扑优化的背部开放式反射镜结构设计方法 | 第62-82页 |
| 3.1 前言 | 第62-63页 |
| 3.2 背部开放式反射镜优化设计方法 | 第63-68页 |
| 3.2.1 反射镜的性能需求 | 第63-64页 |
| 3.2.2 背部筋板布局与高度同时设计的描述方法 | 第64-66页 |
| 3.2.3 拓扑优化数学模型的建立 | 第66-68页 |
| 3.2.4 镜面背部筋板构型的提取方法与详细设计 | 第68页 |
| 3.3 设计算例——2m大口径圆形反射镜 | 第68-76页 |
| 3.3.1 反射镜主要尺寸参数与设计需求 | 第68-69页 |
| 3.3.2 反射镜背部基体的拓扑优化 | 第69-72页 |
| 3.3.3 背部筋板概念构型的提取与详细设计 | 第72-74页 |
| 3.3.4 性能评价 | 第74-76页 |
| 3.4 其他应用算例 | 第76-81页 |
| 3.4.1 非圆形离轴反射镜的设计 | 第76-78页 |
| 3.4.2 中心带孔反射镜的设计 | 第78-81页 |
| 3.5 本章小结 | 第81-82页 |
| 4 双向多拱形大口径空间反射镜新构型设计 | 第82-97页 |
| 4.1 前言 | 第82-83页 |
| 4.2 双向多拱形反射镜构型特征描述 | 第83-88页 |
| 4.3 2m大口径空间反射镜新构型设计 | 第88-94页 |
| 4.3.1 反射镜主要设计参数与设计需求 | 第88页 |
| 4.3.2 初始平背形反射镜的选取 | 第88-92页 |
| 4.3.3 双向多拱形参数的定义 | 第92-93页 |
| 4.3.4 反射镜结构的详细设计 | 第93-94页 |
| 4.4 新构型的性能评价 | 第94-96页 |
| 4.5 本章小结 | 第96-97页 |
| 5 考虑可制造性的背部封闭式空间反射镜结构设计方法 | 第97-117页 |
| 5.1 前言 | 第97-98页 |
| 5.2 背部封闭式反射镜的优化设计方法 | 第98-104页 |
| 5.2.1 反射镜的性能需求 | 第98-100页 |
| 5.2.2 夹层内部筋板布局设计的拓扑优化模型 | 第100-103页 |
| 5.2.3 夹层内部筋板的尺寸优化模型 | 第103-104页 |
| 5.2.4 优化设计方法流程 | 第104页 |
| 5.3 设计算例——2m大口径圆形反射镜 | 第104-115页 |
| 5.3.1 主要设计参数和性能需求 | 第104-105页 |
| 5.3.2 夹层内部筋板布局的拓扑优化 | 第105-109页 |
| 5.3.3 夹层内部筋板的尺寸优化 | 第109-112页 |
| 5.3.4 反射镜构型设计结果的后处理 | 第112-114页 |
| 5.3.5 反射镜优化构型的性能评价 | 第114-115页 |
| 5.4 本章小结 | 第115-117页 |
| 6 面向空间反射镜面形精度的柔性支撑结构设计方法 | 第117-137页 |
| 6.1 前言 | 第117-118页 |
| 6.2 柔性结构的优化设计方法 | 第118-126页 |
| 6.2.1 性能需求介绍 | 第118-120页 |
| 6.2.2 子结构分析方法 | 第120-122页 |
| 6.2.3 柔性结构拓扑优化模型的建立 | 第122-124页 |
| 6.2.4 详细的参数优化模型 | 第124-125页 |
| 6.2.5 柔性支撑优化设计方法流程图 | 第125-126页 |
| 6.3 空间反射镜柔性支撑结构设计算例 | 第126-136页 |
| 6.3.1 反射镜系统各组件介绍及性能需求 | 第126-127页 |
| 6.3.2 有限元模型的建立与子结构的划分 | 第127-128页 |
| 6.3.3 柔性结构的拓扑优化 | 第128-130页 |
| 6.3.4 概念构型的提取 | 第130-131页 |
| 6.3.5 详细的参数优化 | 第131-135页 |
| 6.3.6 设计结果的性能评估与对比 | 第135-136页 |
| 6.4 结论 | 第136-137页 |
| 7 总结与展望 | 第137-141页 |
| 7.1 总结 | 第137-139页 |
| 7.2 创新点 | 第139页 |
| 7.3 展望 | 第139-141页 |
| 参考文献 | 第141-151页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第151-153页 |
| 致谢 | 第153-154页 |
| 作者简介 | 第154页 |
