FAST反射面支承結(jié)構(gòu)三角形索網(wǎng)風(fēng)振響應(yīng)分析.pdf

1、FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope，簡稱FAST)即“500m口徑主動球面射電望遠鏡”是我國擬建的SKA在中國的一項先導(dǎo)工程，被科學(xué)家形象地形容為山谷中的“天眼”。 FAST反射面結(jié)構(gòu)屬于外荷載小，主要承受自重及預(yù)應(yīng)力的張拉結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)的控制因素為剛度，而非強度。 FAST反射面在工作期間的主要外荷載為風(fēng)荷載，當(dāng)反射面索網(wǎng)根據(jù)工作要求由基準球面實時變換到一個所

2、需要的拋物面后，在望遠鏡工作期間，由于風(fēng)荷載引起的附加變形應(yīng)不超過天文工作所規(guī)定的最大變形1mm。 同濟大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)研究室于1998年參加FAST項目的研究工作，通過對多種方案張拉結(jié)構(gòu)體系的承載性能、變形特性、對促動器系統(tǒng)影響的分析以及與傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)體系(網(wǎng)殼)的比較，并經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化計算，確定了大射電望遠鏡反射面支承結(jié)構(gòu)選用張拉整體體系的方案。宋謙碩士在其畢業(yè)論文中對FAST反射面全球面索網(wǎng)進行了網(wǎng)格劃分及優(yōu)化，得出了較合理的結(jié)構(gòu)

3、形式，驗算了FAST反射面結(jié)構(gòu)拋物面狀態(tài)在平均工作風(fēng)速下的節(jié)點位移。 FAST反射面全球面張拉索網(wǎng)體系屬于特大型空間結(jié)構(gòu)體系，其風(fēng)振響應(yīng)對望遠鏡正常工作的影響不可忽略，本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上進行了FAST反射面結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)分析?？紤]到FAST全球面索網(wǎng)在成形和拋物面擬合后，索及反射面板中有較大預(yù)應(yīng)力存在，具有很大剛度，體系的非線性程度很弱，因而在進行動力反應(yīng)計算時將結(jié)構(gòu)簡化為線性體系，采用基于多質(zhì)點隨機振動理論的頻域方法求解

4、。本文對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)風(fēng)振分析方法進行了分類及分析，經(jīng)詳細的比較后采用振型分解反應(yīng)譜法，利用ANSYS中的PSD(Power Spectral Densitv)即功率譜分析對FAST全球面索網(wǎng)進行風(fēng)振反應(yīng)分析，獲得了詳細的風(fēng)振位移數(shù)值，為工程研究提供了可靠的數(shù)值資料。 分析結(jié)果顯示，脈動風(fēng)荷載引起的節(jié)點位移則位于0～0.9446mm；藝間，其中引起的拋物面節(jié)點位移呈現(xiàn)由外圍至中心處逐漸減小的趨勢。對反射面工作精度敏感的拋物面中心區(qū)域各