500米口徑球面射電天文望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡是目前世界上最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡,其在工程技術(shù)上的突破和創(chuàng)新將保證其在未來(lái)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(dòng)饋源在百米尺度大工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng),實(shí)時(shí)地達(dá)到毫米級(jí)高精度定位。
　　 FAST饋源艙結(jié)構(gòu)由四部分組成:STEWART下平臺(tái)、STEWART上平臺(tái)、AB軸轉(zhuǎn)環(huán)、星型架。其中STEWART上、下平臺(tái)由六條驅(qū)動(dòng)腿相連構(gòu)成六軸機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)對(duì)安置于STEWART下平臺(tái)的

2、饋源接收機(jī)的精調(diào)。本文運(yùn)用商用有限元軟件ANSYS對(duì)饋源艙原結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了校核,以參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言將上述四部分分塊建模,并分別進(jìn)行了有限元分析,對(duì)各部分連接處所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)變形進(jìn)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(jìn)行組裝,建立FAST饋源艙整體結(jié)構(gòu)模型,運(yùn)用ANSYS后處理模塊進(jìn)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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在優(yōu)化

3、方案中對(duì)STEWART下平臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)概念的重新設(shè)計(jì),以滿足STEWART六軸機(jī)器人六條腿合理、對(duì)稱(chēng)地分布,同時(shí)在承載9套接收機(jī)時(shí)受力分布均勻且結(jié)構(gòu)本身對(duì)稱(chēng)性良好。對(duì)STEWART上平臺(tái)、AB軸轉(zhuǎn)環(huán)以及星型架進(jìn)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(duì)稱(chēng)性的同時(shí),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(tái)以及AB軸轉(zhuǎn)環(huán)三部分進(jìn)行組裝構(gòu)成DOWN結(jié)構(gòu),通過(guò)DOW