基于不同的边界条件,建立了针对带锥度盲孔的空间相机反射镜组件胶层厚度的计算模型,利用力学模型计算粘接处符合设计要求的胶层厚度范围。通过建立的有限元模型,计算并拟合得到相应的胶层厚度-应力曲线,得出最优的胶层厚度为0.055 mm。为了检验粘接结构的面形精度,进行了自重、温升条件下的反射镜组件镜面变化的模拟分析,采用温度载荷法模拟实际固化后胶层收缩对镜面的影响,并进行组件试验。仿真和试验结果表明,胶层厚度在0.055 mm时反射镜组件具有足够的抵抗外界温变、振动干扰的能力,满足设计要求。

为了满足空间反射镜温度适应性好、结构紧凑的要求, 采用有限元分析方法, 以超低膨胀系数玻璃空间反射镜(355mm)为支撑对象, 设计了一种背部双脚架柔性支撑结构。首先研究了双脚架支撑的基本设计原则, 从自由度角度分析了双脚架支撑结构相对背部3点支撑结构的优势。然后针对支撑结构尺寸参量、柔性铰链结构尺寸参量对面型精度的影响进行了仿真分析和优化设计, 提出支撑脚延长线交点位置应作为背部双脚架支撑的关键设计参量, 与粘接位置分别设计。结果表明, 优化设计后的背部双脚架柔性支撑结构温度适应性好, 能够有效卸载温度变化引入的附加载荷, 同时具有较好的支撑效果和动态刚度; 反射镜支撑后面形精度均方根值为3.68nm, 组件的1阶频率达到123.41Hz, 满足设计要求。该研究对未来背部双脚架支撑结构设计具有借鉴意义。