针对轴向预载随结构的热变形改变而导致光机系统特性失效的设计难点，提出了一种光机结构轴向一致性可控方法。建立光机结构的热效应模型，分析热变形与轴向预载的关系，通过与传统轴向压紧结构的热分析比较，设计了一种轴向预载与温度变形一致可控的挠性构件；对不同结构参数挠性构件的变形分析表明，所设计的挠性构件在温度变化时具有很高的轴向变形可控性；建立了轴向变形量Δδ与挠性构件参数的数学模型，给出具体结构参数的设计方法。将所研究的挠性构件引入星模拟器的结构设计中，实际测试结果表明光机系统具有很好的常温特性，验证了所提光机结构轴向一致性可控方法的有效性。

分析了弹性预加载下激光喷丸成形的机制, 并通过试验研究了板料在弹性预加载下激光喷丸成形的特性。试验用的激光脉冲参数为:波长1.06 μm,脉宽23 ns,光斑直径4 mm, 功率密度109 W/cm2量级;试样的材料为LY12CZ硬铝合金。试验结果表明,在弹性预加载下,板料在弹性预弯方向获得的弯矩要比与弹性预弯垂直方向上的弯矩大得多, 弹性预加载下激光喷丸成形可以有效地克服自由状态下激光喷丸件呈球形现象, 激光喷丸件的曲率是自由状态下激光喷丸成形曲率的2～3倍; 在相同曲率下, 弹性预加载下激光喷丸成形件的表面粗糙度比自由状态下激光喷丸成形件的表面粗糙度要低1～2等级, 因此弹性预加载下激光喷丸成形要优于自由状态下的激光喷丸成形。