FAST反射面支承索网结构的初始状态求解
本文选题：m口径球面射电望远镜 切入点：逐层替代法 出处：《机械工程学报》2013年06期 论文类型：期刊论文
【摘要】：500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter aperture spherical telescope,FAST)是人类探索宇宙的重要工具,FAST反射面的支承索网结构是一种轻量便捷的新型驱动机构,但是柔索只能承受张力,且刚度很小,定位精度低,这使得动态特性建模和分析十分困难。利用变分原理建立FAST反射面的支承索网结构的数学模型,该模型引入了大量非线性方程组,针对求解该非线性方程组提出一种逐层替代法算法,采用该算法能够求解FAST数学模型,进而得到FAST反射面索网结构的初始状态及其索网中各个主索端点处的拉力和索网中各节点的位置。这种算法为FAST索网中各节点在拉索拉力作用下由初始状态调节到张紧状态给定了精确的参考位置;同时也为FAST索网由张紧状态到工作状态的数学模型的非线性方程组提供解的初值。为了验证该算法求解FAST的缩小模型,从计算结果来看采用该方法所求得解的精度远远高于设计要求。
[Abstract]:Five-hundred-meter aperture spherical telescopeFAST (500m aperture spherical radio telescope) is an important tool for human exploration of the universe. The supporting cable network structure of fast reflector is a light, convenient and new type of driving mechanism. However, the cable can only withstand tension, and its stiffness is very small, and its positioning accuracy is low. This makes it very difficult to model and analyze the dynamic characteristics. The mathematical model of the supporting cable network structure of the FAST reflector is established by using the variational principle, which introduces a large number of nonlinear equations. A layer by layer substitution algorithm is proposed to solve the nonlinear equations, which can be used to solve the FAST mathematical model. Then the initial state of the cable net structure on the FAST reflector and the tension at each main cable end of the cable network and the position of the nodes in the cable network are obtained. This algorithm is adjusted by the initial state of each node in the FAST cable network under the action of the cable tension. The exact reference position is given to the tensioning state; At the same time, it provides the initial value of the solution for the nonlinear equations of the mathematical model of FAST cable network from tensioning state to working state. In order to verify the algorithm to solve the reduced model of FAST, From the calculation results, the accuracy of the solution obtained by this method is far higher than the design requirement.
【作者单位】： 上海交通大学机械与动力工程学院;
【基金】：机械系统与振动国家重点实验室自主研究课题资助项目(MSV-ZD-2010-02)
【分类号】：P111
【参考文献】
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【共引文献】
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，本文编号：1563758
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