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巨型射电望远镜结构关键技术研究: 2023年; 随着射电望远镜口径的增大,自重、风荷载和温度作用等对反射面的形状精度带来前所未有的不利影响,合理结构形式的选择及优化十分重要。从望远镜结构体系创新及轻量化、形状精度控制等方面,对作者团队近二十年来在巨型射电望远镜结构相关领域的研究作出总结:从副反射面支撑、俯仰机构、背架结构等三个方面改进巨型全方位可转动望远镜结构方案,提出改进遗传算法解决大规模型材式变量的优化问题,并给出风荷载和温度作用两个精度关键影响因素的作用机理及响应规律;针对新型式巨型望远镜结构,总结“中国天眼”500 m口径射电望远镜结构方案关键设计要点,并给出风荷载、温度作用以及变位疲劳等复杂作用的影响。基于改进的结构方案及优化算法设计的110 m口径全可动望远镜结构,在精度和轻量化方面具有明显优势,所研发的500 m口径射电望远镜结构新型式方案实现了预期的功能和精度要求。; 范峰钱宏亮陈德珅沈世钊; 关键词：轻量化

上海65m射电望远镜非均匀温度场及其效应被引量：5: 2014年; 在最不利气候条件下(7月15日)研究了上海65m射电望远镜的非均匀温度场及其效应,以掌握其主反射面面型精度在不同风速下受非均匀温度场的影响规律。研究了考虑构件尺寸效应的空气对流、天空辐射以及地面辐射等温度场关键影响因素的计算方法,并建立了温度场分析的有限元模型;对3种典型风速下的非均匀温度场进行分析,并将所得到的非均匀温度场施加到主反射面上,研究了不同风速下反射面精度受非均匀温度场的影响规律,即各节点实际坐标拟合抛物面误差均方根(RMS)随时间的变化规律。结果表明:在年平均风速3.2m/s条件下,射电望远镜结构的RMS最大值为0.44mm。当风速由1.0m/s增大到10.0m/s时,RMS最大值由0.56mm减小到0.35mm,且风速越大非均匀温度场对反射面精度的影响越小。该研究成果可为此类望远镜结构的温度场监测、传感器布设、以及热变形控制措施的选取提供参考信息。; 钱宏亮柳叶范峰金晓飞; 关键词：射电望远镜时程分析

超大口径天线结构的风振响应被引量：3: 2016年; 为明确大型天线结构风振响应特性,以待建的110m全可动天线为研究平台,对其展开各迎风姿态下的风荷载特性分析。根据刚性模型风洞试验结果,探讨了反射面平均风压分布规律及最不利风向角。在此基础上,采用基于随机振动理论的非线性时程分析法进一步对结构的风致动力响应展开研究,总结了风振响应特性。结果表明,该结构自振频率分布密集,结构较柔,其风振响应是一个窄带过程,振动能量随着俯仰角的增大而逐渐提高,且高阶振型逐渐对风致振动有所贡献。该成果可为天线结构抗风设计提供较为全面的荷载取值参考。; 刘岩钱宏亮范峰; 关键词：天线结构风振响应自振频率抗风设计

射电望远镜温度场数值模拟及试验设计: 近年来,随着天文探索对射电望远镜工作性能的要求越来越高,国内外学者对射电望远镜结构进行了深入的研究。其中非均匀温度场是影响射电望远镜工作精度的主要因素之一,而我国在此方面的研究多集中于理论方法,鲜有试验研究。本文为了给日...; 钱宏亮张刚; 关键词：数值模拟; 文献传递

网架模型日照非均匀温度场试验被引量：5: 2018年; 为得到日照下空间钢结构非均匀温度场分布规律,给现有非均匀温度场模拟方法提供标准、可靠的试验验证依据,设计并制作了标准的三角形平板网架模型,对其均匀温度场试验进行了详细设计,完成了不同环境下三角形平板网架非均匀温度场的连续测量,得到了较为全面的网架结构非均匀温度场试验数据,并对其进行了详细分析,结果表明,网架结构杆件水平放置时,摆放角度对杆件温度变化影响不大,非水平放置时,摆放角度影响较大,不同杆件间温差最大可达13℃,网架模型非均匀温度场效应明显;最后建立了三角形平板网架非均匀温度场有限元分析模型,采用考虑阴影的数值模拟方法对试验进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比,试验结果与数值模拟结果基本相同,全天平均误差率不超过6%.考虑阴影遮挡的非均匀温度场模拟方法可用于结构非均匀温度场分析,模型试验可为同类非均匀温度场模拟方法提供验证依据.; 王化杰陈友钱宏亮金晓飞来佳琪; 关键词：钢结构

超大口径全可动望远镜结构地震响应分析被引量：1: 2016年; 为掌握超大口径全可动射电望远镜结构抗震性能特性,以待建的110 m全可动射电望远镜为研究平台,以三水准原则为控制目标,运用时程分析法对望远镜结构在小震和大震作用下的受力性能进行分析,给出了结构在多遇地震作用下、多遇地震与静力组合工况下以及罕遇地震作用下的关键力学响应指标,评估了结构在地震作用下的安全性能。; 刘岩钱宏亮范峰; 关键词：射电望远镜时程分析罕遇地震

钢构件对流换热系数计算方法综述: 在钢构件的日照温度场分析中,构件与周围环境的对流换热是影响分析结果的主要作用之一。实际工程应用中,对对流换热系数的取值没有成熟统一的方法。详细介绍强制对流换热系数和自然对流换热系数的计算公式,讲述不同构件截面,不同风向对...; 郑卉钱宏亮金晓飞陈友范峰; 关键词：钢构件对流换热系数风向截面; 文献传递

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国家自然科学基金(51378149)