为了获得φ620 mm口径地基反射镜组件的最优设计方案, 建立了反射镜及其支撑系统的参数化模型, 并基于该模型对镜体厚度、支撑点位置和柔性支撑结构的设计参数进行多目标优化设计。首先, 阐述了φ620 mm口径地基主反射镜支撑系统的运动学约束设计原理。然后, 从理论角度推导出柔性支撑的柔度矩阵和结构热变形的等效力, 建立了便于优化迭代的反射镜组件参数化模型, 对比了参数化模型与体单元组成的详尽有限元模型在多种静力学工况下的RMS值和系统的前6阶模态值, 计算结果误差在10%以内, 验证了参数化模型的有效性。最后, 基于径向基函数的近似模型理论, 在Isight环境下对参数化模型进行多目标优化处理。得到了多目标优化的Pareto front前沿, 目标值权衡处理后得到系统的最优的设计方案。提出的优化设计方法具有较好的工程适用性, 可为同类型的反射镜组件优化设计提供参考。

为了保证口径为Φ320 mm的反射镜粘胶前后面形精度变化较小，同时组件的动静态刚度满足使用要求，对空间相机反射镜的胶结技术进行了研究。首先，得出了六条均布粘胶和沿芯轴外环全粘胶两种粘胶方案的具体参数，并采用有限元的方法对两种方案进行了静刚度分析与光学性能分析；其次，在反射镜裸镜面形为0.030λ(λ=632.8)时，分别检测了采用这两种粘胶方案装配后反射镜的面形精度；最后，对反射镜组件进行了振动试验。分析与试验表明：采用六条均布粘胶方案装配后，进行振动试验组件完好无损，测得一阶频率为144.194 Hz，与有限元分析相对误差为1.23%，动静态刚度满足需求，同时对比外环全粘胶反射镜面形精度提高了13.5%。结果显示六条粘胶方案更适用于Φ320 mm反射镜组件的粘结。

在反射镜组件进行检测装配时，各零件加工过程中形成尺寸公差、形状位置公差会产生装配应力。装配应力通过反射镜体传到反射镜镜面使反射镜面形变差。针对该问题文中提出将柔性铰链应用于反射镜组件检测工装设计的方法。为验证该方法的可行性，针对某反射镜组件的特征参数和检测方法，应用柔性铰链设计理论及仿真分析软件设计了反射镜组件检测柔性工装。完成对反射镜组件重复性试验、拧紧力矩敏感性试验，试验结果表明柔性工装具有较好的稳定性。反射镜组件面形与反射镜单镜面形相比变化0.006λ rms，满足工装设计要求。与“刚性”工装比，柔性铰链应用反射镜检测工装显著降低了装配应力对反射镜面形的影响。

反射镜组件作为空间相机的重要组件,在进行组件装配时,不但要保证其联接结构具有足够的联接预紧力以抵御动载荷或工作温度变化带来的影响,还要准确控制拧紧力矩避免对镜面面形造成较大的影响.以某空间相机的主镜组件为例,对螺钉防松的工作机理、采用防松粘接剂情况下的实际紧固力矩计算、对反射镜镜面的影响等方面进行了分析计算,并进行了试验验证.分析及试验结果表明,不同的螺钉防松胶对拧紧力矩、预紧力及反射镜面形造成较大的影响,其中,与不使用防松胶相比,硅橡胶(GD-414)和厌氧胶(J-222)对镜面面形的影响分别增加了31.9%和74%.在使用螺钉防松胶进行防松处理时,应根据不同防松胶的具体特性,调整螺钉拧紧力矩,在联接环节具有较高可靠性的同时,降低其对反射镜面形的影响.

空间遥感器反射镜组件的稳定性是影响光学系统成像质量的重要因素。 以某型号空间遥感器的反射镜为例，分析了研制过程中影响其稳定性的主要因素，包括支撑 结构、装配应力、胶层厚度及固化和温度变化。结合实际研制过程，针对这四个主要因素提出了 相应的解决方法，即设计反射镜的柔性支撑结构、设计反射镜组件的微应力装配工艺及调整装置、 设计合理的胶层厚度及固化工艺和设定温度及其变化范围。最后进行了力学环境试验、真空热循环试验 和温度试验。结果表明，这些方法能够有效保证反射镜组件的稳定性。

针对空间相机反射镜组件在随机振动试验中出现的疲劳破坏问题, 为了保证结构的安全, 应用有限元方法预测结构随机振动疲劳寿命。首先建立了反射镜组件有限元模型, 然后进行了模态和频率响应分析, 最后利用MSC.Fatigue软件结合材料S-N曲线和载荷谱进行了随机振动疲劳分析。通过分析得到反射镜组件的疲劳寿命最小为80235s, 其位置在柔性支撑结构的十字筋处。结果表明, 反射镜组件的疲劳寿命远大于试验的所需时间, 满足设计要求, 可以对材料的选取和结构的优化设计做出快速响应, 为结构随机振动疲劳寿命的研究提供参考和依据。

讨论了某型号空间遥感器主镜组件的微应力装配技术。在镜面被加工到面形RMS值为λ/10(λ=632.8 nm)时 进行组件装配。为了尽量减小装配应力对镜面精度的影响，分析了主镜镜面的受力情况，并设计了组件装配流程及装配调整装置。装配后对面形进行了测试与检 验，面形数值没有发生变化。最后通过力学环境试验和真空热循环试验进行了验证。结果表明，该装配技术满足设计及使用要求。