为了满足空间太阳望远镜的技术要求,进行了铍摆镜研制,掌握了高精度铍镜研制技术路线。光学检测面形精度RMS为0.012λ,满足技术要求。对铍摆镜结构进行优化设计改进。介绍了铍摆镜结构优化方法,用ANSYS中的APDL语言编译了摆镜结构优化程序,进行了铍摆镜结构优化。并利用Matlab软件编写了改进遗传算法组合优化程序,再次完成了铍镜结构优化,并进行了横向对比分析。结果表明：两结果都满足技术要求。以扇形孔铍摆镜为例,改进的遗传算法组合方法的优化结果（RMS,1.470E-6mm）比ANSYS零阶优化方法的优化结果（RMS,2.099E-6mm）降低了29.96%,优于铍镜检测结果,说明改进后的摆镜结构方案可行。铍镜的成功研制,为我国空间天文仪器大口径铍镜研究和应用奠定了基础。组合优化方法结合了改进遗传算法和ANSYS软件的优势,具有适应性高、优化能力强等特点,具有较...

运用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN建立了Hα与白光望远镜的有限元模型,采用特征向量法求得前四阶固有频率和振型.用自由悬挂和单点激振多点拾振的模态试验方法,获得了该结构的模态参数.试验结果与计算结果对比表明,两者模态参数的最大误差为6.4%,振型相似.以提高基频、减轻质量为目标,对望远镜结构进行了优化计算,根据优化结果对结构进行了改进设计.

为了满足世界空间紫外天文台中的有效载荷长缝光谱仪（LSS）的设计要求，设计了LSS主结构并对主结构的优化设计方法进行了研究。建立了以结构频率要求为约束条件，以结构质量最轻为目标函数的LSS结构优化模型。采用ANSYS软件作为结构分析器，提出一种新的更新蚁群路径信息的策略，并使用这种改进的蚁群算法作为优化器，构建了一种组合的结构优化方法。应用这种优化组合方法对LSS主结构进行优化设计，并与ANSYS零阶优化方法的优化结果进行比较。计算表明，优化组合方法得出的质量比ANSYS零阶方法降低约7％，使主结构质量相对于初始质量减少约25％，基频达到82．3Hz，满足了设计要求。组合方法结合了改进蚁群算法和ANSYS软件两者的长处．可应用于其它类似工程结构优化。

为提高空间太阳望远镜相关跟踪系统的动态性能，验证金属铍作为可见光波段反射镜材料的可行性与可靠性，对空间太阳望远镜相关跟踪器中的摆镜进行了，研究。设计与研制了垂84mm轻量化铍镜。利用冲击研磨工艺得到铍粉，再通过热等静压工艺和机械加工得到铍镜镜坯。使用化学镀镍工艺在镜坯基体上镀覆镍磷合金过渡层，再经过光学加工完成铍镜研制。镜面干涉检测后得到面形精度为RMS：0．012λ，PV：0．114λ，铍镜轻量化率为43．68％。检测结果满足空间太阳望远镜的技术要求。

为了减轻长缝光谱仪（LSS）主结构的重量,保持结构响应的高稳定性,对LSS主结构进行了稳健优化设计。分析了结构尺寸加工公差和材料参数波动等不确定性因素对LSS主结构稳健性的影响;调整结构尺寸加工公差,建立以结构质量为目标,以结构频率为约束的LSS主结构稳健优化模型,应用蒙特卡罗模拟方法和蚁群优化算法对稳健优化模型进行优化求解。结果表明,稳健优化后的结构质量为33kg,比初始质量减少17.5%;频率为77Hz。稳健优化最优结构质量较确定性优化略高,但结构响应更为稳定,具备抵抗尺寸波动和材料参数波动的能力,满足设计要求。采用的设计方法对类似结构的稳健优化设计有参考意义。

Hα和白光望远镜（HWT）是中国空间太阳望远镜（SST）有效载荷之一，为研究HWT的光学性能受温度环境的影响，在进行地面观测工况下温度场测量和数值模拟的基础上，确定了热光学试验的温度控制工况，建立了一套热真空状态下的光学性能检测系统。该热光学试验系统由被测光学系统、真空系统、温度测量和控制系统以及波前检测系统组成。研究了系统中光楔镜结构、副镜结构、主镜结构、准直镜结构和成像镜结构这5个关键部位在不同温度控制工况下的光学性能。试验结果表明，在副镜结构温度不高（低于40℃）的情况下，HWT望远镜在地面观测工况下的光学性能约为λ／8，可以满足λ／6的设计要求。以HWT为研究对象，实施了Hα和白光望远镜的热光学试验过程，实现了对不同温度控制工况下的HWT系统进行光学性能检测，探索的热光学试验思路和方...

根据空间镜面材料选择原则进行了摆镜材料优选，研制了用于空间太阳望远镜相关跟踪器中的铍摆镜，建立了铍摆镜有限元模型并进行了力学分析。重点分析了铍摆镜在承受惯性载荷和温度载荷情况下的力学性能，对其在不同工况条件下的面形和内部应力的变化做了对比。最后，与同结构碳化硅材料摆镜在上述载荷情况下的力学性能进行类比分析，结果表明：铍摆镜受到惯性和温度载荷作用时引起镜体内部应力小于材料本身的屈服强度，力学性能优于碳化硅摆镜，其面形精度：RMS为2．18×10^-6mm，PV为1．69×10^-5mm，一阶谐振频率为1609Hz。该摆镜结构设计合理，计算结果满足相关跟踪器使用要求，已经得到铍摆镜镜坯。

空间太阳望远镜主镜是有效口径为1m的抛物面镜，工作状态需要达到衍射极限，因此光学系统要求主镜面形误差小于X／40（RMS），精度主要靠主镜支撑结构来保证。主镜支撑结构应满足地面调试、在轨及发射状态的需要。支撑结构试验样机已经加工完成，地面调试结果表明主镜的镜面变形满足整个光学系统的要求。试验样机强度和刚度还有较大余量，结构本身比较复杂。用有限元分析方法进行优化设计，优化后的主镜支撑结构满足地面调试、在轨及发射状态的需要，也能保证主镜的面形满足整个光学系统的要求，有效减轻仪器重量、简化支撑结构的同时，提高了整个仪器的可靠性。

根据1m光学主镜支撑系统的特殊要求,提出了空间主桁架结构的模态分析与试验方案.运用MSC.NASTRAN软件计算求得前几阶固有频率和振型, 分析出结构存在局部模态.用自由悬挂、单点激振多点拾振法进行模态试验,CADA-X软件辨识模态参数, 结果验证了结构隐含的薄弱环节.计算与试验得到的模态参数相对误差在7.9%内,说明模态分析与试验的方案可行.分析了试验误差和结构产生缺陷的原因,为整星改进设计与光学装校提供可靠依据.

为实现智能铺轨机牵引车自动循迹行走,对转向系统响应特性要求越来越高。通过分析转向机构的结构组成和工作原理,建立阀控非对称缸全液压转向的动力学模型和AMESim仿真模型,仿真分析转向油缸伸缩到左右极限位置时系统的工作特性。结果表明:转向液压系统在0.15s时间内就能完成建压,响应快速;转向油缸有杆腔工作压力明显大于无杆腔工作压力,接近系统最高工作压力21MPa;右车轮右转到极限位置并复位分别需要1.1s与1.05s;左车轮左转到极限位置并复位分别需要0.95与0.9s;右车轮转向角度变化范围为-22°-26.5°,左车轮转向角度变化范围为-19°-34°,左右偏差较大;所建模型可以为转向机构几何参数与液压元件参数匹配优化提供指导。