平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化及实验

摘要

针对反射面成型的复杂影响因素,提出平面桁架构建的定日镜面形支撑结构优化技术路线.利用模拟仿真、数值计算和优化算法等方法,解析20 m2定日镜面形定义技术路线的4个组成环节:面形规格及宽高比、上弦杆的截面矩、平面桁架组间距的最优值、机加工中工艺控制要点的量化.试制小型定日镜进行实验,分析光斑形状和能流密度分布特性,并与理想球面形光斑比较,两者的拟合优度大于0.98.实验结果表明,当反射镜宽高比取1.2,上弦杆截面矩取40000 mm4,桁架组间距取950 mm,上弦杆和斜杆的开孔公差小于0.9 mm时,反射面形的质量提升.研究从原理和实践上证明了该优化技术路线的可行性.