SKA射电望远镜天线结构建模与系统仿真分析
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摘要
以SKA射电望远镜设计过程中的结构仿真分析为背景,对大型反射面天线结构的有限元建模及其运行环境载荷等效简化进行了讨论,考察了重力、风力载荷、非均匀温度场等多方面因素对天线结构的综合作用,并分析了上述影响下天线结构的面形精度和孔径效率。结果显示,重力变形是主要影响因素。涉及的建模与分析思路对大型天线结构设计和仿真分析具有一定的指导意义。
Based on the simulation analysis in the structural design of SKA radio telescope,the finite element modeling method and environmental load simplification for the large reflector antenna are discussed.The effects of gravity,wind loads and gradient temperature fields on the structure are investigated by finite element analysis.With the consideration of the structural deformation,comprehensive influences on the surface accuracy and the aperture efficiency of the antenna are analyzed.The results show that the gravity effect makes a major contribution of the performance change under the operating load conditions.The modeling and analysis processes in this paper have certain guiding significance for the structure design and simulation analysis of the large antenna.
Based on the simulation analysis in the structural design of SKA radio telescope,the finite element modeling method and environmental load simplification for the large reflector antenna are discussed.The effects of gravity,wind loads and gradient temperature fields on the structure are investigated by finite element analysis.With the consideration of the structural deformation,comprehensive influences on the surface accuracy and the aperture efficiency of the antenna are analyzed.The results show that the gravity effect makes a major contribution of the performance change under the operating load conditions.The modeling and analysis processes in this paper have certain guiding significance for the structure design and simulation analysis of the large antenna.
引文
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[8] 杨崇金.基于机电耦合的大型反射面天线热变形指向补偿系统[D].西安:西安电子科技大学,2015.
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[11] 冷国俊,王伟,段宝岩,等.大型反射面天线电磁场与位移场场耦合模型及其在65m口径天线设计中的应用[J].机械工程学报,2012,48(32):1-9.
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[13] 温永新.12米天线结构有限元分析与精度测量[D].西安:西安电子科技大学,2011.
[14] 魏雪梅.超大型全可动反射面天线近似动力学模型的建立[D].西安:西安电子科技大学,2014.
[15] 刘岩.超大口径全可动望远镜结构选型及精度控制[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.
[16] 王鑫磊.天线结构的静态和动态特性分析研究[D].秦皇岛:燕山大学,2016.
[17] 雷飞.大型面天线的结构性能仿真分析[D].西安:西安电子科技大学,2010.
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[19] 尉飞.反射面天线结构的多工况机电耦合优化[J].机械科学与技术,2015,34(9):1472-1476.
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