FAST鋁制背架結(jié)構(gòu)選型及優(yōu)化研究.pdf

1、1994年中國(guó)天文學(xué)家提出了利用貴州喀斯特洼地，建造500m口徑具有主動(dòng)反射面的大型射電望遠(yuǎn)鏡FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope）的計(jì)劃。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)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)。前期對(duì)單層結(jié)構(gòu)、單層弦支結(jié)

2、構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、局部雙層結(jié)構(gòu)等四種較優(yōu)的鋼制背架結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了研究，并對(duì)前兩種背架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全尺寸模型試驗(yàn)。鋼制背架結(jié)構(gòu)自重大，且鋼材的耐腐蝕性能較差。FAST結(jié)構(gòu)精度要求高，減輕結(jié)構(gòu)自重對(duì)于提高精度至關(guān)重要。同時(shí)，F(xiàn)AST位于貴州喀斯特洼地，對(duì)結(jié)構(gòu)材料的耐腐蝕性能要求較高。鋁合金結(jié)構(gòu)自重輕，耐腐蝕性好。因此，研究鋁合金背架結(jié)構(gòu)成為FAST結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵。
　　本文從網(wǎng)格劃分方式、桿件截面尺寸、背架高度、節(jié)點(diǎn)連接形式等方面對(duì)鋁制單層

3、結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)、局部雙層結(jié)構(gòu)和局部單片桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更為細(xì)致深入的選型及優(yōu)化研究，得到了背架結(jié)構(gòu)最優(yōu)參數(shù)，提出了兩種較優(yōu)的背架結(jié)構(gòu)形式。前期對(duì)FAST整體結(jié)構(gòu)的風(fēng)環(huán)境進(jìn)行了模擬，得出反射面板風(fēng)壓系數(shù)。但未考慮反射面板大面積開孔對(duì)風(fēng)荷載產(chǎn)生影響。同時(shí)，由于反射面板精度要求較高，必須考慮網(wǎng)孔對(duì)反射面板受力和變形性能的影響。本文研究了單塊反射面板開孔對(duì)風(fēng)荷載的影響規(guī)律，同時(shí)采用參數(shù)分析的方法對(duì)面板的受力性能進(jìn)行了精細(xì)化分析，得出不同荷載下的面