副鏡の軽量化に関する報告

副鏡の軽量化を3DCADとFEM解析(ANSYS)を使って考えた。

これを、以下の目標値を達成できるように軽量化を試みる。

重量100kg以下、鏡面上の歪み50nm以下

軽量化の有効な解は以下の４つ(クリアセラム)＋１つ(ZPF)である。方式は全てリブ接着方式である。

一辺220mmの正三角形上に厚さ20mmのリブを配置。補強の為に内側の支持点を結ぶリブを付け加えた。また、外側の支持点より外側のリブは６方向に切り出している。
全厚は150mm、鏡面24mmである。

総重量は149.98kg、鏡面上の歪みは0.061umとなった。図で青色～黄色にかけては歪み0.050um以下を達成している。

解１と同じ様に、一辺220mmの正三角形上に厚さ20mmのリブを配置。補強の為に内側の支持点を結ぶリブを付け加えた。
リブ外側の切り出しは行わずに鏡面を12mmと半分にした。(このため全厚は138mmになっている)。

総重量は130.92kg、鏡面上の歪みは0.082umとなった。図で青色～薄い黄緑色にかけては歪み0.050um以下を達成している。

解１、解２と同じリブの配置
全厚を高くする代わりにリブの厚みを10mmに減らした。
全厚は、鏡面を12mmにしたために240mmではなくて228mmになっている。

総重量は119.01kg、鏡面上の歪みは0.067umとなった。。図で青色～薄い黄緑色にかけては歪み0.050um以下を達成している。

解３と同じリブの配置で、リブの厚みを15mmにした。。また、外側の支持点より外側のリブは６方向に切り出している。
全厚は、鏡面を12mmにしたために240mmではなくて228mmになっている。

総重量は142.87kg、鏡面上の歪みは0.048umとなった。

鏡材をクリアセラムではなくZPFにした。
リブ配置は変わらない。リブ厚は15mm
全厚は125mm、鏡面は10mmである。

総重量は97.35kg、鏡面上の歪みは0.054umとなった。。図で青色～橙色にかけては歪み0.050um以下を達成している。

以上の結果を全てまとめると、以下の通り。

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