500米口徑球面射電天文望遠鏡饋源艙結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、500米口徑球面射電天文望遠鏡是目前世界上最大的單口徑望遠鏡,其在工程技術(shù)上的突破和創(chuàng)新將保證其在未來20至30年間保持世界一流地位。FAST饋源支撐系統(tǒng)主要功能是承載和驅(qū)動饋源在百米尺度大工作空間內(nèi)運動,實時地達到毫米級高精度定位。
　　 FAST饋源艙結(jié)構(gòu)由四部分組成:STEWART下平臺、STEWART上平臺、AB軸轉(zhuǎn)環(huán)、星型架。其中STEWART上、下平臺由六條驅(qū)動腿相連構(gòu)成六軸機器人,實現(xiàn)對安置于STEWART下平臺的

2、饋源接收機的精調(diào)。本文運用商用有限元軟件ANSYS對饋源艙原結(jié)構(gòu)方案進行了校核,以參數(shù)化設(shè)計語言將上述四部分分塊建模,并分別進行了有限元分析,對各部分連接處所對應(yīng)的節(jié)點變形進行了記錄和追蹤,并提供了四部分結(jié)構(gòu)在各坐標(biāo)軸方向的變形云圖以及位移矢量和云圖。
　　 將剛度校核后的四部分結(jié)構(gòu)進行組裝,建立FAST饋源艙整體結(jié)構(gòu)模型,運用ANSYS后處理模塊進行有限元求解。結(jié)合優(yōu)化模塊以及截面選擇的非連續(xù)性,反復(fù)迭代對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在優(yōu)化

3、方案中對STEWART下平臺進行了結(jié)構(gòu)概念的重新設(shè)計,以滿足STEWART六軸機器人六條腿合理、對稱地分布,同時在承載9套接收機時受力分布均勻且結(jié)構(gòu)本身對稱性良好。對STEWART上平臺、AB軸轉(zhuǎn)環(huán)以及星型架進行了截面優(yōu)化,重新選擇結(jié)構(gòu)中桿件的截面尺寸,去除了部分冗余桿件,在保證結(jié)構(gòu)剛度以及結(jié)構(gòu)對稱性的同時,降低整體結(jié)構(gòu)的重量。
　　 將結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的STEWART上、下平臺以及AB軸轉(zhuǎn)環(huán)三部分進行組裝構(gòu)成DOWN結(jié)構(gòu),通過DOW