FAST背架結(jié)構(gòu)精細(xì)化分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、國(guó)家“十一五”大科學(xué)工程FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope）是世界上正在建造及計(jì)劃建造的口徑最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。其創(chuàng)新點(diǎn)之一為主動(dòng)反射面結(jié)構(gòu)，工作時(shí)300m口徑范圍內(nèi)的球面反射面實(shí)時(shí)地?cái)M合成拋物面。
　　對(duì)于如此巨型望遠(yuǎn)鏡，其反射面支承系統(tǒng)的研究無(wú)疑是該項(xiàng)目能否順利實(shí)施的關(guān)鍵因素之一。目前，“整體索網(wǎng)結(jié)構(gòu)+背架結(jié)構(gòu)”方案已經(jīng)被確定為FAST反射面支承結(jié)構(gòu)的實(shí)

2、施方案。作為主索網(wǎng)與面板之間的過(guò)渡環(huán)節(jié)，背架結(jié)構(gòu)是張拉索網(wǎng)反射面支承系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的精度和造價(jià)。對(duì)背架結(jié)構(gòu)展開全面、詳細(xì)的理論和試驗(yàn)研究具有重要意義，前期僅對(duì)背架結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了初步研究，得到四種備選結(jié)構(gòu)方案：?jiǎn)螌咏Y(jié)構(gòu)、單層弦支結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、局部雙層結(jié)構(gòu)。
　　本文對(duì)背架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更為細(xì)致深入的分析：分析了背架結(jié)構(gòu)曲率半徑對(duì)FAST整體工作精度的影響，得到了背架結(jié)構(gòu)的最優(yōu)曲率半徑；建立了不同形式

3、背架結(jié)構(gòu)的精細(xì)化有限元理論模型并進(jìn)行了相應(yīng)分析，得到了調(diào)節(jié)檁條結(jié)構(gòu)對(duì)背架結(jié)構(gòu)性能影響的定量指標(biāo)；對(duì)背架結(jié)構(gòu)在災(zāi)害雪荷載下的性能指標(biāo)進(jìn)行了分析，為背架結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)提供了更為完備的理論依據(jù)。
　　對(duì)單層、單層弦支兩種背架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全尺寸模型試驗(yàn)研究：完成了背架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)，包括關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造尺寸、構(gòu)件截面等的分析和優(yōu)選；進(jìn)行了系列模型試驗(yàn)，包括保形試驗(yàn)、變位試驗(yàn)、加載試驗(yàn)、節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)。以上試驗(yàn)為更好地確定背架結(jié)構(gòu)