12米天線結構有限元分析與精度測量.pdf

1、論文的工程背景是新一代射電天文望遠鏡—澳大利亞平方公里陣探路者（ASKAP），課題來源于該項目中12米天線結構的有限元分析和精度測量。該天線結構獨特、工作環(huán)境復雜、技術指標要求高，其中天線反射面精度是重點關注的技術指標之一。在設計過程中需用有限元方法對其進行仿真分析，找到結構設計的薄弱環(huán)節(jié)，加以改進，直到滿足技術指標要求;需要對實際天線進行精度測量，驗證是否達到設計要求以及有限元分析的正確性，進而估算出在最惡劣條件下反射面精度。

2、　　 首先，在分析該天線特性的基礎上，根據(jù)天線結構的實際工作環(huán)境，主要承受的重力載荷、風力載荷和溫度載荷（環(huán)境溫度和太陽輻射），利用MSC.Patran建立天線結構的有限元模型。針對天線工作最苛刻條件進行了天線初始結構的變形和應力分析，發(fā)現(xiàn)天線結構薄弱環(huán)節(jié)并加以改進。針對各種載荷和天線各種典型姿態(tài)，建立了19種典型分析工況，分別得到了天線反射體在各個工況下的變形、應力云圖等數(shù)據(jù)。同時根據(jù)設計需要，對天線結構進行了模態(tài)分析。
　　

3、 然后，引入了重力影響的天線仰天安裝誤差，利用“反射面天線精度分析軟件”獲取了最佳擬合拋物面的反射面法向誤差等數(shù)據(jù)，分析計算了天線結構技術要求的指標值。通過對天線反射體各工況下的變形和應力變化的深入分析，得到了一些反射體變形和應力在不同姿態(tài)、工況下的一般性規(guī)律。
　　 最后，選取與有限元分析工況相對應且具備測量條件的6種工況，利用V-STARS攝影測量系統(tǒng)測量了天線反射面的精度，借助測量軟件MeroIn，把實際測量的數(shù)據(jù)轉換為