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500m口径球面射电望远镜瞬时抛物面拟合精度的预估与改善被引量：10: 2015年; 依据500m口径球面射电望远镜(FAST)主动反射面工作原理及相关结构尺寸,基于反射面单元动态面形精度分析研究了FAST瞬时抛物面的拟合精度。首先,以反射面单元为研究对象,自节点开始推导考虑了机构运动的反射面单元动态面形精度计算方法。然后,提取不同区域19块反射面单元的各自9种初始面形工况,给出了分析算例。最后,基于单元动态精度特性,提出瞬时抛物面机械本体拟合精度及考虑馈源照明函数的半光程差拟合精度预估方法,并给出2种改善措施,即扩大可控区至300m抛物面外一层节点靶标,及抛物面周圈节点靶标向球心、中心反向各自偏移4mm。结果表明:反射面单元初始面形应优选面形精度RMS为2mm的波浪式面板。改进控制策略后机械本体拟合精度提高至RMS为3.938mm,优于RMS为5mm的设计指标,此时半光程差拟合精度RMS为0.629mm。该项研究对确定反射面单元初始面形及调节瞬时抛物面拟合精度很有意义。; 薛建兴王启明古学东赵清甘恒谦; 关键词：面形精度

FAST主动反射面索网结构参数变化对索力的影响分析被引量：3: 2015年; 500 m口径球面射电望远镜（ FAST）采用柔性索网作为主要支承结构，通过促动器连接下拉索控制索网变位实现观测。 FAST已步入工程实施阶段，相对于理想计算模型，实际施工中存在许多偏差，因此基于结构安全考虑有必要进行索网结构参数敏感性分析。通过科学合理地设定不同结构参数偏差分布，结合单参数和多参数敏感性分析方法，建立有限元模型对结构受力特性进行分析，结果显示拉索下料长度偏差和索体弹性模量是影响拉索索力的主要因素。同时多参数偏差敏感性分析的结果表明，拉索索力变化范围在－19％～27％。; 孔旭姜鹏王启明; 关键词：索网结构索力有限元

FAST反射面单元质量评估算法及维护关键技术: 2022年; 500m口径球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical radio telescope,FAST)反射面单元具有类型多、精度高、构件量大、结构复杂和维护难等特点。为解决反射面单元质量评估及高效维护技术难题,该文引入单元构件参数因子,创建了单元空间数学模型,开发了单元质量评估算法,得到所有反射面单元质量。结果表明:三角形单元共187种、4300块,质量分布区间为427.34~480.69kg,质量之和为1952.67t;四边形单元共15种、150块,质量分布区间为379.74~974.58kg,质量之和为99.32t。该文开发的创新性的、全覆盖反射面的500m全跨径缆索维护系统,突破了复杂边界及高效维护反射面的关键技术难题,完成了多块单元受损后替换、靶标更新及节点盘除锈补涂等高效维护工作。该成果对于评估FAST反射面单元总质量,突破反射面维护技术方法及保证正常运行具有重要意义。; 宋立强李辉李辉李辉; 关键词：FAST

光纤光栅传感器在500m口径球面射电望远镜工程索网施工阶段的应用被引量：3: 2016年; 500m口径球面射电望远镜(FAST)的主动反射面系统由圈梁、反射面单元、主索网及下拉索、促动器和地锚等组成,工程索网施工阶段会对支撑索网结构的圈梁及格构柱结构产生复杂多变的应力影响。为实现对圈梁及格构柱结构精准的应力监测,将光纤光栅传感器应用于圈梁及格构柱结构的索网施工过程监测中。介绍了传感器原理、测点布设、数据采集及数据分析方法。根据FAST索网施工过程监测的特点,基于3σ准则提出了一种新的异常数据处理方法,并利用该方法进行异常数据的分析与剔除。对实测数据进行分析,结果表明,在索网施工过程中圈梁测点的应力始终小于安全值201.5MPa,格构柱测点的应力也一直处于安全范围内,且随着索网施工的进行,其应力变化具有一定的规律性。该光纤光栅传感器监测方法在FAST索网施工阶段得到了良好的应用。; 王玉婷王启明朱明何林; 关键词：光纤光栅传感器应力监测

FAST索网疲劳评估及高疲劳性能钢索研制被引量：21: 2015年; 500 m口径射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为主要支承结构,变位观测过程中索网将长期承受高达500MPa的疲劳载荷,约为目前相关标准规范规定值的两倍。索网结构将是该望远镜系统的关键易损部件,故该文主要开展如下工作:1)根据望远镜的科学目标,估算未来30年望远镜的观测轨迹,评估望远镜运行观测对索网结构疲劳性能的要求;2)结合环氧涂层技术和改进挤压锚固工艺研制高疲劳性能钢索结构,并通过实验验证该种钢索结构可以满足该望远镜对索网结构的技术要求。; 姜鹏朱万旭刘飞王启明岳友岭钱磊南仁东朱忠义郭正兴黄颖罗斌; 关键词：索网结构有限元分析射电望远镜

液压促动器控制系统设计与性能分析: 2017年; 介绍了液压促动器控制系统的集成化结构、PROFIBUS-DP通信和闭环控制策略,并对数千个样品进行闭环控制、保位和变负载随动实验。经过大量实验证明了促动器定位精度及动态性能可完全满足项目的需求,结构合理,具有良好的实用性。; 刘兵王超光王建任于安才赵斌张建; 关键词：闭环控制

500m口径球面射电望远镜反射面单元吊装方案研究: 2016年; 针对500m口径球面射电望远镜反射面单元吊装跨度大、地形复杂、干涉多、位置高、常规设备无法使用等特点,综合工程及现场条件,专门研究设计了反射面单元吊装方案,采用在圈梁轨道上运行2台半跨径弧动式缆索吊和2台转运机车联合的吊装方案;反射面单元吊装完成后,将2台半跨径缆索吊合并成1套全跨径缆索吊,用于望远镜建后维护。吊装方案结合了工程及台址地形,突破了传统施工工艺,攻克了多项施工关键技术,填补了多项国内空白,方案设计新颖、便捷高效。; 宋立强王启明李光华黄万平刘亮成; 关键词：FAST 吊装

大射电望远镜FAST风环境数值模拟研究被引量：2: 2012年; 500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST),整体结构处于复杂的喀斯特地貌上,反射面承受风载荷作用,需要进行抗风设计。建立了FAST反射面及其周边山地地形的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算模型,计算域范围为40 km×10 km×5.5 km。确定了入口风速剖面的基准高度为海拔810 m。计算了不同风向下反射面风压系数分布特征,得出了不利风向。对挡风墙的研究结果表明,挡风墙高度选择的效果优于位置选择。该研究结果可为FAST工程提供抗风设计的初步参考。; 吴明长王启明郭永卫赵保庆; 关键词：风载荷抗风设计风压系数气动系数挡风墙

FAST液压促动器仿真分析与试验研究被引量：3: 2015年; 根据FAST望远镜对主动反射面变形驱动的要求,介绍了一种液压驱动方案并给出不同工况的实现方法。建立了液压促动器的AMESim仿真模型,研究了跟踪与随动工况下的运动特性。通过搭建的试验样机及测试平台,对跟踪与随动工况进行了试验验证。对比可知,该液压促动器方案设计合理,两种方法的性能一致性较好,满足相应指标要求。同时结果表明仿真可为样机开发提供可靠设计参数,提前预知多项动态性能。; 高原王启明薛建兴朱明; 关键词：AMESIM仿真样机试验

FAST故障促动器快速拆换机构设计与研究被引量：1: 2015年; 针对射电望远镜FAST促动器存在长期承受重载拉力、洼地使用、潮湿多雨、数量大、分布广、设计寿命长等维护不利条件,基于接口便于安装、加载安全可靠、拉杆地面调节、拆换销轴爬梯的设计要点,提出了一种故障促动器快速拆换机构方案,并对关键技术进行研究:包括上连杆开口非封闭C型结构强度、刚度及轻量化有限元分析,抗剪键组件运动控制计算。以上工作为后续快速拆换机构物理样机研制提供了设计方案、分析思路及计算方法,也对解决同类重型加载装置的拆换具有借鉴意义。; 薛建兴雷政古学东王启明; 关键词：有限元分析运动控制

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国家自然科学基金(11173035)

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