上官爱红，王晨洁，张昊苏，秦德金，刘朝晖

(1.中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119；2. 中国科学院大学，北京 100049；3.西安交通大学 热流科学与工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049)



月基望远镜反射镜转台的热-结构耦合分析及验证

上官爱红1,2*，王晨洁3,1，张昊苏1,2，秦德金1，刘朝晖1

(1.中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119；2. 中国科学院大学，北京 100049；3.西安交通大学 热流科学与工程教育部重点实验室，陕西 西安 710049)

为了提高月基望远镜反射镜转台的工作性能，对反射镜转台进行了热-结构耦合分析以及试验验证和在轨验证。根据输入条件、热载荷、热边界等建立有限元模型对反射镜转台结构及主要发热部件进行了温度场计算。将温度载荷，预紧力载荷，边界条件输入结构有限元模型进行了热-结构耦合分析，得到了半封闭U型结构、高精密运动轴系、蜗轮蜗杆热变形和热应力。推导了轴系摩擦力矩的计算公式，将分析计算中的数据代入公式中获得了轴系的摩擦力矩，并根据摩擦力矩选取了合适力矩的电机。计算结果显示，左轴系在低温工况-25℃下摩擦力矩较大，达14.163 N·mm；高温工况下摩擦力矩较小，55℃时为4.796 N·mm。垂直轴轴系在低温工况-25 ℃时摩擦力矩为16.45 N·mm；高温工况下由于轴系卸载，摩擦力矩为零。结果表明反射镜转台可以在-25 ℃～+55 ℃下正常工作。文中还通过试验验证和在轨验证证明了反射镜转台热-结构耦合分析的有效性和合理性。

月基望远镜；反射镜转台；热-结构耦合分析；……