赵晓东，王 晶

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033;2.中国科学院大学,北京 100049)

1 引 言

在常规武器靶场任务实验中，现代光电经纬仪系统的主要作用是观察目标的全过程，为指挥中心提供高清晰、直观的目标实况图像[1]。对特定观测波长而言，望远镜口径越大，理论分辨率越高，作用距离越远[2-3]。米级口径经纬仪主系统前加装保护窗口的主要目的是防盐雾侵蚀及防湿热防潮、防霉。然而，另一方面，保护窗口镜面变形会直接影响系统的成像质量。以往600 mm口径光电经纬仪的窗口设计基本能够保证成像质量要求，但当口径达到米级水平时，情况发生很大改变，窗口的质量、面积、厚度都有所增加，这就意味着窗口的变形更加难以预测。为了保证米级口径经纬仪最终的成像质量，必须对保护窗口的镜面变形进行分析。

光学元件工程分析面临的主要问题是接触所带来的边界条件的非线性问题[4]。工程分析在很多情况下采用线性分析方法，对诸如螺钉联结、零部件接触等非线性环节通常进行线性简化建模[5-6]，这会造成结构内部应力得不到有效释放，通常用于接触条件要求不高的仿真中。对于经纬仪这种镜面微小变形就会引起成像质量很大变化的精密仪器，简化模型存在的连接自由度或连接件刚度与实际情况不一致的问题将会突显，导致镜面变形分析的精确性降低。

为了精确描述米级口径经纬仪保护窗口部件之间的接触关系，本文采用接触有限元理论，针对模型中螺栓联结部位进行了接触非线性分析，提高了分析精度。……