FAST反射面全球面三角形索網(wǎng)張拉方案的分析.pdf

1、FAST(500m口徑主動球面射電望遠鏡)是我國天文界重點工程。本文以大射電望遠鏡FAST全球面整體張拉結構的找形、靜力性能的分析為研究主線，針對FAST索網(wǎng)結構分析中的關鍵問題、難點問題，對結構體系的找形及靜力特性進行了深入、系統(tǒng)的研究。旨在通過該課題的研究，為FAST項目實施提供理論基礎和數(shù)據(jù)依據(jù)，為今后土木工程中的大型索網(wǎng)結構提供設計參考資料。FAST反射面預研究第一階段的理論與試驗研究已于2001年初完成，為了進一步

2、優(yōu)化改進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構方案—張拉整體體系。但這種方法仍需將反射面分為1788個球面6邊形，這無疑增加了望遠鏡反射面制作和安裝的難度與復雜性。同時剛性圈梁的存在使得結構的自重仍然較大。為了進一步改良這一不足，F(xiàn)AST課題總組又提出了一個新的反射面結構體系方案—全球面整體張拉結構方案。本文根據(jù)非線性有限元理論，考慮幾何非線性影響對該全球面張拉索網(wǎng)結構進行找形、靜力分析和優(yōu)化，以找出合理

3、的索截面和預應力分布。本文提出了單控制點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。分析結果表明，逆迭代法具有較高的計算效率和廣泛的適用性，可作為結構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，采用本文的控制方法可行且有效，能實現(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)換只需對各牽引索進行張拉與放松。計算結果表明，在極限風速作用下結構單元無塑性變形，工作狀態(tài)下結構