本文研究了建立大射電望遠鏡FAST懸索式支撐饋源系統(tǒng)的非線性靜力學，運動學和動力學的數(shù)學力學模型所涉及的相關(guān)理論和方法。懸索式支撐饋源系統(tǒng)屬于并聯(lián)機構(gòu)，然而懸索具有的柔性特征使它與一般的剛性并聯(lián)機構(gòu)(如Stewart平臺)有很大不同。由于懸索并聯(lián)機構(gòu)能夠滿足室外露天工程的要求，同時又能根據(jù)需要設(shè)計出巨大的工作空間，因此正逐步成為并聯(lián)機構(gòu)領(lǐng)域的研究熱點；同時，作為建造新一代大射電望遠鏡的關(guān)鍵技術(shù)，已受到廣泛的關(guān)注，然而關(guān)于這種新型機構(gòu)的研究國內(nèi)外仍處于探索階段，尚沒有形成統(tǒng)一的理論和方法。本文圍繞FAST工程，對并聯(lián)懸索結(jié)構(gòu)的靜力學、運動學及動力學分析的相關(guān)理論及方法進行了系統(tǒng)而深入的研究。全文分七章，各章所討論的主要內(nèi)容如下 第一章 緒論。本章介紹了新一代大射電望遠鏡的研究背景及機電光一體化的懸索饋源系統(tǒng)的技術(shù)特點與主要研究內(nèi)容。回顧了并聯(lián)懸索機構(gòu)的研究現(xiàn)狀。圍繞懸索式饋源系統(tǒng)的非線性靜力學、運動學和動力學分析，提出了本文付諸研究并取得進展的若干問題。最后介紹了本文的研究思路和內(nèi)容。 第二章 懸索饋源系統(tǒng)的靜力分析。本章建立了懸索式...

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【學位級別】：博士

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目錄
主要符號表
第一章 緒論
    §1.1 大射電天文望遠鏡的研究背景
    §1.2 大射電天文望遠鏡FAST的技術(shù)指標
    §1.3 懸索饋源支撐系統(tǒng)的主要特點
    §1.4 懸索支撐饋源系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容
    §1.5 本文的主要工作和內(nèi)容安排
第二章 懸索饋源系統(tǒng)的靜力分析
    §2.1 懸索饋源系統(tǒng)
        §2.1.1 結(jié)構(gòu)
        §2.2.2 坐標系的建立
    §2.2 懸鏈線方程與懸索的虛牽
        §2.2.1 懸鏈線方程的推導
        §2.2.2 懸索的虛牽及判定準則
    §2.3 饋源艙的靜平衡方程
    §2.4 懸索饋源系統(tǒng)的解空間
    §2.5 懸索張力的優(yōu)化配置
    §2.6 懸索饋源系統(tǒng)的工作空間
    §2.7 饋源艙的運行軌跡
    §2.8 懸索饋源系統(tǒng)的改進方案
        §2.8.1 八懸索饋源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及坐標系
        §2.8.2 八懸索饋源系統(tǒng)饋源艙的靜平衡方程
        §2.8.3 八懸索饋源系統(tǒng)饋源艙的靜平衡方程的求解
    §2.9 數(shù)值結(jié)果分析
        §2.9.1 懸索的虛牽及張力的優(yōu)化配置
        §2.9.2 懸索饋源系統(tǒng)的解空間
        §2.9.3 懸索饋源系統(tǒng)的工作空間
        §2.9.4 懸索饋源系統(tǒng)的懸索張力和索長的變化
第三章 懸索饋源系統(tǒng)驅(qū)動力的研究
    §3.1 引言
    §3.2 懸索饋源系統(tǒng)饋源艙的動平衡方程
    §3.3 懸索饋源系統(tǒng)的逆運動學模型
        §3.3.1 鉸接點的運動及懸索動坐標系的運動
        §3.3.2 逆運動模型
        §3.3.3 逆微分運動模型中的冗余自由度問題
    §3.4 懸索饋源系統(tǒng)的逆動力學分析
    §3.5 懸索的剛體運動
    §3.6 懸索的變形運動
    §3.7 懸索饋源系統(tǒng)逆動力學分析的近似迭代算法
    §3.8 數(shù)值結(jié)果分析
第四章 懸索饋源系統(tǒng)時變結(jié)構(gòu)的順風向風致響應(yīng)研究
    §4.1 引言
    §4.2 隨機風荷模擬
        §4.2.1 風的基本特性
        §4.2.2 脈動風的模擬
        §4.2.3 計算實例
    §4.3 懸索饋源系統(tǒng)典型點的風致響應(yīng)
        §4.3.1 懸索饋源系統(tǒng)的有限元模型
        §4.3.2 典型點風致響應(yīng)運動方程和風力的生成
        §4.3.3 典型點風致響應(yīng)的數(shù)值結(jié)果
    §4.4 懸索饋源系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)風致響應(yīng)
        §4.4.1 變結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特點和時變有限元模型的建立
        §4.4.2 變結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的數(shù)值結(jié)果
第五章 懸索饋源系統(tǒng)的橫風向共振和空氣動力失穩(wěn)的研究
    §5.1 懸索饋源系統(tǒng)橫風向渦流脫落振動
        §5.1.1 引言
        §5.1.2 橫風向共振響應(yīng)的分析方法
        §5.1.3 數(shù)值結(jié)果分析
    §5.2 懸索饋源系統(tǒng)的空氣動力失穩(wěn)
        §5.2.1 引言
        §5.2.2 線性氣動力模型
        §5.2.3 平均風作用下系統(tǒng)的氣動力模型
        §5.2.4 脈動風作用下系統(tǒng)的氣動力模型
        §5.2.5 數(shù)值結(jié)果分析
第六章 大射電望遠鏡50米模型的研究
    §6.1 引言
    §6.2 靜力分析
    §6.3 50米模型驅(qū)動力的研究
    §6.4 50米模型的順風向風振響應(yīng)分析
        §6.4.1 典型點的振動分析
        §6.4.2 變結(jié)構(gòu)振動分析
    §6.5 50米模型的橫風向風振響應(yīng)分析
        §6.5.1 渦激共振
        §6.5.2 空氣動力失穩(wěn)
    §6.6 50米模型的力學實驗
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
在讀期間研究成果



本文編號：4032941