FAST反射面全球面三角形索網(wǎng)張拉方案的分析.pdf

1、FAST(500m口徑主動(dòng)球面射電望遠(yuǎn)鏡)是我國(guó)天文界重點(diǎn)工程。本文以大射電望遠(yuǎn)鏡FAST全球面整體張拉結(jié)構(gòu)的找形、靜力性能的分析為研究主線，針對(duì)FAST索網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析中的關(guān)鍵問題、難點(diǎn)問題，對(duì)結(jié)構(gòu)體系的找形及靜力特性進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究。旨在通過該課題的研究，為FAST項(xiàng)目實(shí)施提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)依據(jù)，為今后土木工程中的大型索網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供設(shè)計(jì)參考資料。FAST反射面預(yù)研究第一階段的理論與試驗(yàn)研究已于2001年初完成，為了進(jìn)一步

2、優(yōu)化改進(jìn)FAST反射面系統(tǒng)，之后又引入一種輕巧新型的反射面支承結(jié)構(gòu)方案—張拉整體體系。但這種方法仍需將反射面分為1788個(gè)球面6邊形，這無疑增加了望遠(yuǎn)鏡反射面制作和安裝的難度與復(fù)雜性。同時(shí)剛性圈梁的存在使得結(jié)構(gòu)的自重仍然較大。為了進(jìn)一步改良這一不足，F(xiàn)AST課題總組又提出了一個(gè)新的反射面結(jié)構(gòu)體系方案—全球面整體張拉結(jié)構(gòu)方案。本文根據(jù)非線性有限元理論，考慮幾何非線性影響對(duì)該全球面張拉索網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行找形、靜力分析和優(yōu)化，以找出合理

3、的索截面和預(yù)應(yīng)力分布。本文提出了單控制點(diǎn)單根牽引索的張拉控制方案，并提出了模擬拋物面的形變過程和控制方法。分析結(jié)果表明，逆迭代法具有較高的計(jì)算效率和廣泛的適用性，可作為結(jié)構(gòu)成形分析的一種有力工具。在FAST反射面從球面轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)的拋物面時(shí)，采用本文的控制方法可行且有效，能實(shí)現(xiàn)全球面索網(wǎng)精確擬合拋物面的要求，工作狀態(tài)拋物面間的轉(zhuǎn)換只需對(duì)各牽引索進(jìn)行張拉與放松。計(jì)算結(jié)果表明，在極限風(fēng)速作用下結(jié)構(gòu)單元無塑性變形，工作狀態(tài)下結(jié)構(gòu)