25 米天线结构变形研究

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题名	25 米天线结构变形研究
作者	常文文
学位类别	硕士
答辩日期	2014-05
授予单位	中国科学院大学
导师	艾力·玉苏甫
关键词	射电望远镜天线变形太阳辐射有限元建模热特性分析
学位专业	天文技术与方法
中文摘要	美丽梦幻的夜空给我们人类太多的遐想，探索宇宙中的未知世界一直是科学家们不懈的追求。同样，新疆天文台的科学家们也有这开拓探索的精神，而位于乌鲁木齐南山的 25 米射电望远镜为科学家们探索和了解宇宙奥妙提供了强有力的工具。南山 25 米射电望远镜从 1994 年正式投入天文观测，主要从事单天线以及国际、国内的 VLBI 网联测任务，现已工作 20 年。天线在长期的运行中除了受到自身重力的影响，还会受到外界环境中其他因素比如日照、风等的影响，其机械机构会发生变形，从而严重的影响天线的性能，因此学习和研究这些因素对天线造成的影响显得非常重要；同时基于 25 米天线改造项目，我们提出本课题，主要对该天线受到太阳照射作用之后的机械结构变形情况进行实际测量并进行建模仿真分析。通过大量的文献调研和详细的阅读，借鉴国内外天线有关日照作用的研究成果，结合我们自身的现有条件，我们确定本课题的主要研究内容。本课题主要包括两个方面的内容，一方面对天线座架受到太阳照射之后的变形进行较为详细的测量，主要使用框式水平仪和数字温度计完成，然后通过对测量数据的分析处理，得到天线方位轴随座架周围温度变化的关系，并根据测量数据建立了相应的数学模型，通过数值拟合得到模型系数，得到了较好的效果。另一方面是使用有限元分析软件 ANSYS 建立 25 米天线有限元模型，并对天线座架和面板的热特性进行了系统的仿真分析；分析了最不利气候之一即夏至日的日照辐射情况，并将此讨论结果加载到天线的有限元模型上作为热载荷，对天线座架和面板的温度场进行了瞬态热分析，并根据此温度场结果分析了天线座架的热变形，确定该天日照作用下座架变形随时间的变化规律。从测量和仿真分析结果来看整个天线结构在 15 点左右局部温度达到最大值，在 15 点到 16 点之间有最大热变形，此时对天线的指向影响最为严重；测量数据和仿真结果之间有较好的相关性，但因测量是在春节期间完成，然后测量和仿真之间的对象有所不同，所以两组数据之间也存在着区别之处。
语种	中文
学科主题	天文仪器、天文技术与数据
公开日期	2014-10-30
页码	73
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/374]
专题	研究生新疆天文台_射电天文研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	常文文. 25 米天线结构变形研究[D]. 中国科学院大学. 2014.