12米天線結(jié)構(gòu)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(yuǎn)鏡—澳大利亞平方公里陣探路者（ASKAP），課題來源于該項(xiàng)目中12米天線結(jié)構(gòu)的有限元分析和精度測量。該天線結(jié)構(gòu)獨(dú)特、工作環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)指標(biāo)要求高，其中天線反射面精度是重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)之一。在設(shè)計(jì)過程中需用有限元方法對其進(jìn)行仿真分析，找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，加以改進(jìn)，直到滿足技術(shù)指標(biāo)要求;需要對實(shí)際天線進(jìn)行精度測量，驗(yàn)證是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求以及有限元分析的正確性，進(jìn)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(chǔ)上，根據(jù)天線結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作環(huán)境，主要承受的重力載荷、風(fēng)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(jié)構(gòu)的有限元模型。針對天線工作最苛刻條件進(jìn)行了天線初始結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分析，發(fā)現(xiàn)天線結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)并加以改進(jìn)。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(gè)工況下的變形、應(yīng)力云圖等數(shù)據(jù)。同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)需要，對天線結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jì)算了天線結(jié)構(gòu)技術(shù)要求的指標(biāo)值。通過對天線反射體各工況下的變形和應(yīng)力變化的深入分析，得到了一些反射體變形和應(yīng)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(yīng)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(shí)際測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為