运用随机振动理论，推导了弹性矩形薄板在单个随机集中载荷下的振动方程，并用分离变量法讨论了其动力响应，研究了对应于激励与响应的频率响应函数和单位脉冲响应函数。

在光机系统胶接结构中,为研究胶接剂固化收缩对镜片的影响,对胶接剂采用粘弹性模型进行了仿真计算,通过本构方程得到理论解,并采用当量温差法利用有限元分析软件ANSYS模拟收缩,分析了固化时间对镜片面形误差的影响。通过和线弹性模型对比,分析了粘弹性模型的优势。通过改变固化时间,分析了不同固化时间对镜片的不同影响。结果表明,仿真结果和理论解高度一致,且采用粘弹性模型可以很好地反映最终收缩应力随固化时间变化的关系,更好地模拟了收缩应力的生成过程;同时发现,对同一种胶接剂,通过改变环境适当延长固化时间,减小了对镜片面形误差的影响,因此可以适当延长固化时间以减小收缩应力。

为了研究和优化地基大口径望远镜系统的整体性能,对其整系统进行了有限元建模和分析。针对1.23 m口径的光电望远镜,研究了望远镜各部件的结构特点及连接关系,论述了相关部件的简化方法,建立了整系统的有限元模型。计算了当望远镜指向天顶和水平状态时系统的重力变形情况,给出主次镜的变形结果。分析了望远镜在风载和地震波载荷作用下的动态响应情况并给出了响应结果。分析表明：风载作用将引起望远镜主次镜光轴偏心,其偏心误差RMS值为0.025″,满足系统设计要求;地震波引起主次镜在3个方向上的位移较大,但最大应力为16.67 MPa,不会破坏望远镜系统的结构。

为了探索研究大口径轻量化SiC主镜的可行性，对比分析了各种主镜轻量化形式的优缺点，确定了主镜的支撑方式；然后，从理论上计算了轻量化镜体结构参数，设计了采用夹心三明治结构扇形轻量化孔形式的1．23m SiC轻量化主镜。利用有限元方法分析了轻量化主镜在浮动支撑下的自重变形，两种工况下的面形分别为：PV=9．43nm，RMS=2．5nm；PV=16．7nm，RMS=3．2nm。分析结果表明，镜体的自重变形影响较小，可以满足要求。而由于SiC的热膨胀系数较大，热变形影响较大，在稳态温度场下，温度每相差1℃，镜面面形变化约为PV=40nm，RMs=4．8nm，说明为了达到了设计要求，必须对镜体采取热控措施。

针对口径为2060mm的地基大口径望远镜主反射镜，选用SiC材料和新型拱形轻量化结构进行了详细的轻量化参数设计，并对支撑环半径进行了优化。对于Whiffie tree 18点支撑和27点支撑形式，从静力学（重力作用）和热力学两方面对比分析了两种轻量化结构的镜面变形，结合SiC反射镜的加工工艺，最终确定18点支撑的轻量化结构为首选方案。同时，就SiC反射镜对稳态温度差导致的热变形较敏感的问题，提出可通过设计与镜体热变形相匹配的支撑结构来满足镜面变形的要求。

第三反射镜（简称三镜）在大口径地基光电望远镜系统中作为关键部件之一,其面形精度直接影响着望远镜光学系统成像质量.为准确设计出符合工程实际的三镜结构,从三镜镜体几何尺寸、镜坯材料、轻量化孔结构形式、支撑方式等方面进行分析,并借助于有限元工程分析软件ANSYS,MSC.Patran/Nastran对三镜的支撑点位置、支撑孔壁厚度、镜面面板厚度、镜子外边框厚度、背部肋板厚度以及镜子外边缘倒角尺寸等镜体结构参数进行优化分析,得到了使镜面面形最优的镜体各结构参数.优化后三镜镜面变形RMS值为8.98 nm、PV值为38.03nm,均满足光学设计要求.研究成果可为同类光机系统设计提供参考.

介绍了一种大口径主反射镜轻量化结构拓扑优化设计方法,该方法是一种理论性强、效率高的新型轻量化优化设计方法。采用变密度法建立连续体结构拓扑优化数学模型,利用OPTISTRUCT优化软件,以主反射镜光轴垂直时在自重作用下的镜面变形与第一阶自然频率作为约束,将主反射镜体积最小作为目标函数进行了连续体拓扑优化。依据优化的拓扑结构形式,结合结构力学及灵敏度分析得到了满足镜面面型、结构刚度及轻量化率要求的最佳主反射镜轻量化结构。

针对采用准zernike多项式拟和法求主动光学校正力的过程中，因为准zernike多项式的不正交性造成求解误差大、求解不稳定的问题，提出了对准zernike多项式进行householder变换的方法。该方法不同于传统的最小二乘法和Gram—Schmidt正交化方法，它避免了因构造法方程组出现严重病态而引入的计算误差。根据该方法求出主镜的刚度矩阵，然后采用阻尼最小二乘法求校正力。基于此方法对直径为400mm的实验镜进行了多次仿真计算，计算结果表明，采用householder变换后波面拟和精确，求解稳定，校正效果较好。

为了解除4 m轻量化反射镜支撑系统间存在的相互耦合作用,提出了采用广义最小二乘法进行主动光学的模式定标计算。首先,介绍了4 m轻量化反射镜的支撑系统,推导出液压Whiffletree支撑系统工作下主动光学校正力组满足解耦条件的等式约束方程,将节点面积加权因子修正后的Zernike多项式面形拟合过程作为有限元分析前处理,建立主动光学的响应矩阵。其次,采用广义最小二乘法求解同时满足等式和不等式约束下的最佳校正力组。最后,将提出的方法应用于重力印透效应产生的镜面变形主动力解算,分析不同阻尼因子对解算结果的影响。结果表明：阻尼因子取7.4e-9时,达到了满足约束条件的最佳校正效果,镜面面形均方根由最初的271.5 nm通过校正后变为8.3 nm。验证了广义最小二乘法应用于4 m轻量化反射镜主动光学校正力组解算的可行性。

液力传动系统主要由发动机、液力变矩器和变速系统构成,与一般机械传动相比,液力传动通过变矩器变矩可以自动无级变速,对于外界载荷变化具有自动适应性,提高了车辆的使用寿命、通过性能和舒适性,简化了对车辆的操纵,因此,目前被广泛用于工程机械和工程车辆.