设计的低温光学系统,不仅要求成像质量好,结构稳定,耐冲击震动,能经受降温过程中系统内部温度梯度引起的热负载,而且系统的重量有苛刻的限制。S29AL008D90BFI020这些互相矛盾的技术要求,对光学系统的结构设计提出了新的挑战。

   有限元分析法能精确计算光学系统的镜面和构件,以及在外力和温度载荷下的变形和应力。用有限元方法进行机械结构的优化设计,能够综合平衡系统重量和光学系统刚度之间的矛盾,在保证系统的低温光学性能前提下,使系统的重量最小。设计时要考虑光学系统在受外力(重力、加工力、运输过程中的冲击力)和降温过程中内部温差所造成零件的变形和应力。零件变形与应力校验的判据是:

   (1)在工作状态下,零件的变形不超过光学系统成像质量对光学镜面变形与镜面间相对位置变化所要求的公差。

   (2)光学系统在加工、装配、运输等非工作状态下的应力,不超过材料的微屈服极限(对应的应变是106),使得系统内部不产生不可恢复的变形。光学系统中要求最严格的通常是主镜。