硬X射線調(diào)制望遠鏡（HXMT）有限元動力分析.pdf

1、硬X射線能段是天體物理的重要波段，由于具有較強的穿透能力，因而它可以攜帶輻射區(qū)的很多信息。通過對它的研究，人們可以獲得諸如輻射區(qū)大小、輻射機制、空間分布等方面的信息。硬X射能區(qū)的天文觀測一方面可以研究一系列的天體目標或超新星和新星的爆發(fā)、核合成等現(xiàn)象，另一方面也可以研究一系列的相互作用的過程：熱韌致輻射、同步輻射等。硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT正是推進人類對天體高能輻射過程的認識重要工具。它能完成下述科學任務(wù)：(1)完成硬X射線巡天觀測，

2、描繪硬X射線天圖；(2)對感興趣天區(qū)作深度的成像觀測；(3)對特殊的天體作高靈敏度連續(xù)觀測，得到其輻射的能譜和時間變化。(4)對銀道面作周期性掃描觀測。 硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT整體結(jié)構(gòu)及其各工作單元的強度和剛度是否能承受發(fā)射狀態(tài)的力學環(huán)境，這是對硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT進行設(shè)計時必須解決的問題。對設(shè)計方案進行計算機有限元動力分析，模擬其發(fā)射狀態(tài)下的力學環(huán)境從而實現(xiàn)對設(shè)計方案的可行性進行論證，這正是本課題目的所在。

3、利用現(xiàn)有有限元程序ANSYS和I-DEAS，本文對硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT的重要部件——準直器單體及其硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT整體在發(fā)射時的力學環(huán)境進行有限元分析。對準直器單體有限元分析時，采用了細致的有限元網(wǎng)格來描述處于發(fā)射狀態(tài)下，準直器單體各結(jié)構(gòu)組成部分的變形情況和應(yīng)力分布。對硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT整體進行有限元分析時，對于該大型結(jié)構(gòu)，利用結(jié)構(gòu)的特殊性，采用了子結(jié)構(gòu)建模方法和靜聚縮(Guyan縮減)法來縮減整體計算模型的自由

4、度數(shù)。這些分析方法的采用，在有限的計算機資源條件下，考慮了更多的結(jié)構(gòu)細節(jié)，使得對整體結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果具有更高的可靠性。 準直器單體有限元計算表明：現(xiàn)行設(shè)計方案在準直器單體承受正弦激勵狀態(tài)下符合設(shè)計要求；但在準直器單體承受沖擊激勵或隨機激勵載荷下，現(xiàn)行設(shè)計方案不能達到設(shè)計要求。 硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT整體有限元分析結(jié)果表明：采用螺栓固定的安裝方式，硬X射線調(diào)制望遠鏡HXMT在正弦激勵狀態(tài)下滿足設(shè)計要求。 對于現(xiàn)行