双驱动补偿压弯的椭圆镜有限元分析

摘要：

为满足同步辐射光束线对相关光学元件的技术需求,设计了双驱动四点滚柱压弯机构.通过有限元仿真分析实现高精度大尺寸光学镜面的非等力矩椭圆柱面压弯.以外形尺寸为1200 mm×70 mm×50 mm的反射镜为研究对象,基于物距26.5 m、像距13 m及掠入射角2.8 mrad,根据理论椭圆面形方程与梁变形弯矩方程计算出施加在压弯镜两端的不等力矩.利用有限元软件对双驱动四点压弯机构进行仿真分析,在重力补偿力矩存在情况下,分别对聚焦镜进行单点补偿、双点补偿、三点补偿以及四点补偿的有限元分析,得到与理论计算相对应的仿真补偿面形结果.模拟施加两端的不等力矩将面形误差从单点补偿时的0.81μrad降低到四点补偿下的0.075μrad,对应理论面形误差0.013μrad,最大程度可以降低原误差的95.96％,证实四点式双驱动机构通过多点补偿可以对椭圆压弯面形误差产生有效减小的趋势,且减小趋势不断平缓.证明该机构在多点补偿下对大尺寸椭圆镜压弯精度的提高具有可行性和有效性,对同步辐射光束线压弯技术有重要的理论指导作用与意义.

关键词：压弯机构、椭圆柱面、有限元分析、面形误差、同步辐射

所属期刊栏目：45

分类号：TL99

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所旭光人才计划;应用光学国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2022-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1-10