本文關(guān)鍵詞：QTT 110m全可動高精度反射面天線主動主反射面面板分塊問題研究

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【摘要】：QTT(Qi Tai Telescope)大型全可動射電望遠鏡是我國擬在新疆奇臺縣建造的世界最大口徑的全可動射電望遠鏡。要求其工作頻率范圍150MHz---115GHz,反映在天線反射面形面精度上,要求達到0.2mm,這對于自重近6000噸、高度達30層樓、反射面的面積相當(dāng)于26個籃球場的龐大金屬結(jié)構(gòu),無疑挑戰(zhàn)巨大。欲實現(xiàn)如此高的反射面面形精度,常規(guī)固定式分塊反射面是無能為力的,主動主反射面是必由之路。雖說世界上已有主動主反射面的先例,如上海TM65m射電望遠鏡,美國GBT100m偏饋射電望遠鏡,以及意大利撒丁島SRT64m射電望遠鏡,但與QTT110m相比,其口徑和設(shè)計難度都還有差距。本文針對QTT110m這一世界最大全可動反射面天線的主反射面如何分塊問題,展開了較為系統(tǒng)深入的研究,具體包括以下幾個方面:1.影響主動主反射面面板分塊的因素分析。本文詳細梳理了影響主動主反射面面板分塊的因素,其中影響主動反射面面板分塊的主要因素有原理性誤差、面板重力變形和面板制造能力等。2.原理性誤差與面板尺寸的關(guān)系推導(dǎo)。首先,由工程經(jīng)驗入手給出了一般情況下面板原理誤差的分配量。然后分析了反射面原理性誤差產(chǎn)生的幾種情況,著重研究了原理性誤差對反射面面板尺寸的影響。以兩環(huán)面板使用同一模具為例,詳細推導(dǎo)了反射面的原理性誤差與面板尺寸的計算關(guān)系式。最后以QTT為例計算了面板徑向尺寸的上確界,并給出了只考慮原理性誤差下QTT反射面分塊優(yōu)化模型,通過求解優(yōu)化模型給出了每環(huán)面板尺寸及面板沿反射面法向偏移量。3.反射面面板受重力變形與面板尺寸關(guān)系推導(dǎo)。首先分析了四頂點鉸支純板受重力作用下的變形,以半解析法推導(dǎo)了純板受重力作用下的變形量與面板尺寸的關(guān)系式,并以Ansys軟件建模驗證公式的正確性。然后針對子桁架拓撲結(jié)構(gòu)形式給定的組合面板,給出了其子桁架結(jié)構(gòu)的等效剛度計算公式,最后給出了組合面板的重力變形量與面板尺寸的計算公式,并通過Ansys建模對公式的正確性進行了驗證。4.建立考慮多因素的優(yōu)化模型及其在QTT中的應(yīng)用。首先根據(jù)QTT的性能指標(biāo)要求及當(dāng)前國內(nèi)的面板加工技術(shù),給出適合于QTT的面板類型和面板最大面積。結(jié)合QTT自身的特點,綜合考慮多個因素,建立了反射面分塊優(yōu)化模型,通過求解優(yōu)化模型得到分塊結(jié)果。最后考慮到促動器的成本,還給出了QTT反射面采用了組合面板的方案。
【關(guān)鍵詞】：主動反射面 反射面分塊 原理性誤差 重力變形 組合面板
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH751
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-36
• 1.1 QTT 110m大射電望遠鏡簡介及設(shè)計難點16-19
• 1.1.1 QTT 110m簡介16-17
• 1.1.2 QTT天線結(jié)構(gòu)設(shè)計指標(biāo)17-18
• 1.1.3 QTT天線結(jié)構(gòu)設(shè)計難點18-19
• 1.2 大型望遠鏡反射面分塊研究的目的及意義19-20
• 1.3 大型光學(xué)望遠鏡反射面分塊方法及現(xiàn)狀20-24
• 1.3.1 投影劃分法21-22
• 1.3.2 放縮劃分法22-24
• 1.4 大型射電望遠鏡反射面分塊方法及現(xiàn)狀24-32
• 1.4.1 三角形單元劃分法25-26
• 1.4.2 等腰梯形劃分法26-31
• 1.4.3 六邊形單元劃分法31-32
• 1.5 影響大型射電望遠鏡分塊的因素32-34
• 1.6 大型望遠鏡面板分塊中存在的問題34
• 1.7 論文研究內(nèi)容與安排34-36
• 第二章 基于原理性誤差的面板尺寸計算36-50
• 2.1 引言36
• 2.2 原理性誤差分配36
• 2.3 基于原理性誤差的面板尺寸公式推導(dǎo)36-41
• 2.3.1 基本思想36-37
• 2.3.2 原理性誤差計算公式推導(dǎo)37-41
• 2.4 基于原理誤差的QTT面板尺寸計算41-48
• 2.4.1 面板尺寸上確界的計算41-42
• 2.4.2 QTT面板尺寸的優(yōu)化42-48
• 2.5 本章小結(jié)48-50
• 第三章 考慮面板自重變形的面板尺寸計算50-64
• 3.1 引言50-51
• 3.2 純板重力變形公式51-55
• 3.2.1 純板自重變形的半解析法公式推導(dǎo)51-54
• 3.2.2 純板自重變形的公式的驗證54-55
• 3.3 組合面板重力變形公式55-62
• 3.3.1 子桁架等效剛度計算56-58
• 3.3.2 組合面板重力變形RMS與面板尺寸關(guān)系58-61
• 3.3.3 組合面板重力變形公式的驗證61-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 考慮多因素的分塊優(yōu)化模型在QTT反射面分塊中的應(yīng)用64-72
• 4.1 引言64
• 4.2 QTT反射面面板選型64-65
• 4.3 QTT反射面分塊優(yōu)化模型65-67
• 4.3.1 基本思想66
• 4.3.2 建立優(yōu)化模型66-67
• 4.4 QTT反射面分塊結(jié)果67-70
• 4.5 QTT反射面分塊組合面板方案70-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 回顧與展望72-74
• 5.1 回顧72
• 5.2 展望72-74
• 附錄74-82
• 參考文獻82-86
• 致謝86-88
• 作者簡介88-89

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王博;QTT 110m全可動高精度反射面天線主動主反射面面板分塊問題研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

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本文編號：935230