地基望远镜是天文望远镜的一种,在人类探索宇宙奥秘的过程中扮演着重要的角色。为了追求更深更远的探测目标,望远镜反射镜的口径越来越大,反射镜面型受重力因素的影响也越来越大。所以反射镜的支撑设计具有重要的研究价值。主镜作为地基望远镜主光学系统的关键部件,主镜及其支撑结构的优化设计对主镜及望远镜整体都至关重要。本文针对1.4m某大口径地基望远镜,对望远镜反射镜、支撑结构和支撑板进行分析和设计研究。SiC有比刚度大,导热性和镜面抛光良好等优点,故选择SiC为主镜材料。根据望远镜主镜的设计要求,对主镜进行轻量化设计。确保反射镜在符合面形要求的前提下,具有更好的质量和结构的分布,实现轻量化设计。通过对比各轻量化形式,选择反射镜背部局部开放式为本次反射镜的轻量化形式,选择三角形为本次反射镜的轻量化孔结构。结合理论分析和有限元优化设计方法,以反射镜镜面变形为目标函数,对反射镜支撑点的位置进行了优化。本文反射镜的支撑结构设计有轴向支撑、径向支撑和支撑板三大部分。通过阅读大量的文献,对比各种支撑方式的优缺点,总结大口径主镜支撑设计的基本原理。对本文结构设计进行自由度分析和计算。确定了本文反射镜支撑形式为轴向支撑和径向支撑相结合的支撑方式。轴向支撑为18点whiffle-tree结构,径向支撑为切向A+型杆。和以往的等力浮动whiffle-tree结构不同,本文的whiffle-tree结构因支撑点的位置是以镜面面型最优为目标而确定的,所以为不等力浮动支撑结构,具体尺寸进行了有限元优化。通过传统经验设计,有限元建模,尺寸优化和拓扑优化相结合的方法,参考灵敏度分析结果,详细设计支撑结构。并通过有限元分析对设计结构进行了验证。反射镜及支撑结构设计完成之后,对结构进行了有限元仿真分析。静力学分析结果表明:反射镜及支撑组件分别在1g轴向重力、1g径向重力、2℃温升变化、1g轴向重力+2℃温升和1g径向重力+2℃温升五种情况下轴向和径向的位移均满足设计要求值,面型PV值最大为44.34803nm,RMS值最大为8.013596nm。动力学分析中,模态分析和随机振动分析也均满足强度和刚度要求,动力性能良好。反射镜和支撑结构设计满足设计要求。