热变形普遍存在于空间相机中,其存在对空间相机的成像质量有着直接的影响。为了满足空间相机成像质量的需求,针对大口径透镜在低温环境下热变形造成的面形精度下降问题,本课题设计了一种适用于低温光学透镜的柔性卸载支撑结构,从材料的适用性、结构的合理性、制造的工艺性等方面展开了研究,主要工作如下:初选钛合金和殷钢两种材料作为柔性卸载支撑结构的材料。利用有限元分析软件分析了透镜在不同支撑点数下温度变化对镜面面形影响程度,最终确定12点为最佳支撑方式。利用能量守恒原理分析了柔性卸载单元的刚度,根据透镜受力指标要求设计了透镜柔性卸载单元的关键尺寸参数。使用ANSYS有限元仿真分析了柔性卸载单元的刚度,与计算刚度基本吻合,并分析了160K低温环境下透镜组件的受力情况,分析结果表明设计满足透镜受力指标,验证了柔性卸载单元的可行性。对选择的两种材料分别提出两种加工工艺方案进行加工,确定了最优的加工方法。利用三坐标和投影测量方式进行对比检测,综合分析选取三坐标检测进行测量。检测结果表明钛合金材料加工合格率高于殷钢材料加工合格率。对两种材料试件进行温度冲击试验并检测温度冲击对试件几何级精度和平面精度的影响,测试结果显示钛合金材料受温度冲击影响较小,性能优于殷钢,钛合金试件在第二次温度冲击后尺寸趋于稳定。搭建测试系统,对钛合金试件进行刚度测试,测试结果表明所设计的柔性卸载单元刚度测试值略小于计算刚度值,但能够满足系统的刚度要求。为提高钛合金材料抗变形能力,对试件进行固溶时效处理,再次对其进行刚度测试。检验结果显示此工艺方案加工的钛合金柔性卸载结构在低温环境下具有较高的稳定性。本文对适用于低温环境的柔性卸载支撑结构设计和制造,为这一领域相关难题提供了解决思路与方法,为深入研究透镜柔性卸载支撑结构奠定了理论基础和制造工艺依据。