膜基反射鏡靜電成形機理及實驗研究.pdf

1、膜基反射鏡以厚度僅為幾十微米的柔性聚合物薄膜作為反射鏡基坯，并通過適當方式形成所需的曲面面形，它具有重量超輕、可折疊／展開和成本低等特點。利用膜基反射鏡作為太空望遠鏡主鏡，是大口徑、超輕型未來空間光學系統(tǒng)的最新研究方向之一。 利用靜電場使膜基反射鏡成形是目前最有應用前景的膜基反射鏡成形方法之一。本論文在國內(nèi)率先開展膜基反射鏡靜電成形機理和實驗研究，以期為今后進一步開展大口徑膜基反射鏡及其成形方法的研究提供必要的理論和實驗基礎。

2、 論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面。 首先介紹膜基反射鏡的研究意義，簡述國內(nèi)外膜基反射鏡及其成形方法的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 隨后，以彈性力學和靜電學的基本理論為基礎，建立膜基反射鏡靜電成形的理論模型，導出在外加電壓載荷作用下膜基反射鏡面形的泊松方程。結合相應的邊界條件，利用結構的對稱性給出泊松方程的解，并利用MATLAB模擬計算出在外加電壓載荷作用下反射鏡的面形，給出反射鏡面形和外加電壓載荷的關系。 根據(jù)

3、膜基反射鏡靜電成形理論，設計口徑為200mm的膜基反射鏡靜電成形實驗系統(tǒng)，它主要包括薄膜固定支撐結構、電極板裝置以及電壓控制系統(tǒng)三部分。通過選擇適當?shù)谋∧す潭ㄖ畏绞?、電極排布方式以及電極大小，以滿足薄膜張力均勻分布的要求，保證靜電場對膜基反射鏡有足夠的作用面積。對于電壓控制系統(tǒng)中的基準偏壓控制分系統(tǒng)和可調(diào)偏壓控制分系統(tǒng)進行了詳細的設計和分析。 建立膜基反射鏡靜電成形原理性實驗裝置，對采用厚度為36tam的PET薄膜作為基坯的膜