FAST背架結(jié)構(gòu)精細化分析與試驗研究.pdf

1、國家“十一五”大科學工程FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope）是世界上正在建造及計劃建造的口徑最大的單口徑射電望遠鏡。其創(chuàng)新點之一為主動反射面結(jié)構(gòu)，工作時300m口徑范圍內(nèi)的球面反射面實時地擬合成拋物面。
　　對于如此巨型望遠鏡，其反射面支承系統(tǒng)的研究無疑是該項目能否順利實施的關鍵因素之一。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

2、施方案。作為主索網(wǎng)與面板之間的過渡環(huán)節(jié)，背架結(jié)構(gòu)是張拉索網(wǎng)反射面支承系統(tǒng)中的一個重要組成部分，其性能直接影響到整個系統(tǒng)的精度和造價。對背架結(jié)構(gòu)展開全面、詳細的理論和試驗研究具有重要意義，前期僅對背架結(jié)構(gòu)方案進行了初步研究，得到四種備選結(jié)構(gòu)方案：單層結(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)。
　　本文對背架結(jié)構(gòu)進行了更為細致深入的分析：分析了背架結(jié)構(gòu)曲率半徑對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)的精細化有限元理論模型并進行了相應分析，得到了調(diào)節(jié)檁條結(jié)構(gòu)對背架結(jié)構(gòu)性能影響的定量指標；對背架結(jié)構(gòu)在災害雪荷載下的性能指標進行了分析，為背架結(jié)構(gòu)的實際設計提供了更為完備的理論依據(jù)。
　　對單層、單層弦支兩種背架結(jié)構(gòu)進行了全尺寸模型試驗研究：完成了背架結(jié)構(gòu)試驗模型的設計，包括關鍵節(jié)點構(gòu)造形式設計、節(jié)點構(gòu)造尺寸、構(gòu)件截面等的分析和優(yōu)選；進行了系列模型試驗，包括保形試驗、變位試驗、加載試驗、節(jié)點試驗。以上試驗為更好地確定背架結(jié)構(gòu)