NIAOT OpenIR  > 中国科学院南京天文光学技术研究所  > 学位论文
大型天文望远镜结构设计和分析的研究
杨德华
Subtype博士
Thesis Advisor崔向群 ; 程景全
2003-06
Degree Grantor中国科学院研究生院
Degree Discipline天体物理
Keyword射电和光学天文望远镜 望远镜结构设计 地平式机架 大口径镜面支撑 有限元编程 有限元分析
Abstract本论文共分两大部分,分别介绍了本人所参与的两架大型天文望远镜的研究、设计和计算的具体工作。论文的第一部分系统地介绍一台五十米口径的大型射电望远镜的结构总体设计方案,包括了望远镜的天线背架设计,高度轴的结构设计和方位传动部分的研究设计。在这一部分,作者还介绍了相关的有限元分析的编程工作和有限元分析的计算结果。论文的第二部分则是作者所参加的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜的工作。在这一部分,作者全面地介绍了该望远镜中的关键部件反射式施密特改正板的支撑系统的设计和优化过程,其中特别介绍了反射式施密特改正板整体的有限元分析的工作。

论文关于射电望远镜部分的工作主要包括了以下的内容:1)系统地回顾了中外射电望远镜以及有关射电望远镜的设计制造技术的发展史,同时也介绍了我国目前在射电望远镜领域的现实状况;2)系统地归纳了射电望远镜设计特别是射电望远镜的结构设计的基本理论和方法;3)根据国家天文台的要求,介绍了两种不同的五十米射电望远镜的设计方案,讨论了方案选择的依据和相关的计算;4)介绍了在五十米射电望远镜的预研过程中自主开发的有限元分析程序DaisyFEA,并系统地介绍了有关该望远镜的相关有限元计算和分析;5)通过精心的结构设计和计算分析,最后完整地介绍了一个适用于多波段观测的具有特色的五十米射电望远镜方案。这一方案具有高效方便的主焦和卡焦多波段的光学系统;具有合理的、结构轻巧的、外圈为单层桁架的“碗形”天线背架,天线的背架采用了体现保型设计思想的六点支撑的系统;高度轴传动装置具有结构合理,平衡重很少的特点以及三点支承的轮轨式方位驱动和桁架式的机架结构。在这一设计中,作者引入了机电结合和柔性设计的设计思想,充分发挥现代电子控制的潜力,将合理严谨的结构设计和相应的电子控制结合起来,使得该五十米射电望远镜的设计方案可以满足所有的技术和功能的要求,与同类射电望远镜相比具有一定的先进性,获得了国立天文台和评审组的良好的评价。

论文第二部分关于大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜的工作为主要讨论了反射施密特改正板的镜室桁架支撑系统的结构设计和优化工作;讨论和介绍了反射施密特改正板整体有限元的建模和力学分析;文中着重介绍了运用加速度反应谱法进行地震灾害分析的计算工作,这一工作为反射施密特改正板的结构设计和改进提供了依据。文中关于轴承和液压油垫的刚度计算及其有限元建模的讨论,对于其它大型望远镜或大型精密仪器的分析计算均有着一定的借鉴价值;作者采用的建筑抗震设计规范所给定的地震反应谱是首次在国内应用于天文望远镜的分析计算之中,为其它大型天文望远镜和精密仪器的分析提供了有益的经验和借鉴。在论文的最后,作者对这两台我国最大的天文望远镜的工作进行较全面的总结和展望。
Subject Area郭守敬望远镜(lamost) ; 射电望远镜 ; 精密机械及传动 ; 有限元分析
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.niaot.ac.cn/handle/114a32/179
Collection中国科学院南京天文光学技术研究所_学位论文
望远镜新技术研究室_学位论文
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GB/T 7714
杨德华. 大型天文望远镜结构设计和分析的研究[D]. 中国科学院研究生院,2003.
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