FAST反射面单元铝合金背架高精度拼装技术

国家天文台500m口径球面射电望远镜FAST主动反射面基准面是一个口径500m、半径300m的球面,由主体支承结构、促动器、反射面单元组成.本文从反射面单元工装定位、螺栓紧固控制、拼装精度控制、测量技术等重点着手,深入分析解决了铝合金背架拼装难点,总结研发了小拼单元面形数字化(智能化)摄影高精度拼装方法.本工程摄影测量自动化、智能化的高效应用成功解决了反射面单元高精度拼装快速测量的难题,确保了FAST项目能够顺利完成实施,也可为同类大型钢结构建筑的施工提供参考.     

灾害雪荷载作用下FAST背架结构方案研究

背架结构是FAST(500m口径球面射电望远镜)反射面支承结构的重要组成部分,其性能直接影响到FAST的工作精度、经济性乃至项目的可行性.针对2008年我国南方地区发生严重雪灾的实际情况,对单层、单层弦支、双层、局部双层四种形式的FAST背架结构重新进行了参数优化,最后从结构自重、刚度、施工难易程度等方面对四种结构形式进行了综合性能的比较.     

FAST主动反射面支承结构总体方案研究

针对国家重大科学工程500m口径球面射电望远镜（FAST）主动反射面的工作特点,提出了整体索网与背架结构共同支承反射面的结构方案,对四边形及多种三角形球面索网网格划分方式进行分析和比较,确定了短程线型网格为优选划分方式;以反射面拟合精度及系统控制最易为综合目标,确定了球面索网的网格尺寸及背架结构最优半径等;对单根控制下拉索和3根控制下拉索两种方案从主动反射面的变位功能、索网结构的力学性能等方面进行了详细对比,确定了采用下端设置促动器的单根控制下拉索,实现反射面基准态的成型和工作态的变位。     

FAST背架结构优化选型及单元足尺模型试验研究

背架结构是500m口径球面射电望远镜（FAST）反射面支承结构的重要组成部分,其成型精度、自重大小及加工难易程度对FAST工作性能、项目造价及建设工期有较大影响。通过对多种背架结构形式进行细致的分析及优化,得到各自最优的结构参数及构造形式,并选取其中两种（单层结构、单层弦支结构）进行单元足尺模型试验,通过试验考察背架实际加工效果及性能。试验结果表明：普通钢结构加工工艺无法满足FAST较高的成型精度要求,需采取加设檩条调节层的构造措施;实际模型工作精度及构件应力水平与有限元模型分析结果吻合,满足功能要求;综合比较两模型的制作安装过程及工作性能,认为单层背架具有结构简单、易于制作、结构精度易于控制等优点,为两试验模型中的较优者。     

500m口径球面射电望远镜反射面主体支承结构设计

500m口径球面射电望远镜(FAST)是国家重大科技基础设施项目,由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端系统四大部分构成,其中主动反射面包括主体支承结构、促动器、背架结构和反射面板四部分.FAST反射面主体支承结构由格构柱、圈梁和索网组成,是迄今为止世界上最大的空间结构,具有主动变位和高精度的特点,且地处地形、地貌复杂的山区,设计、建造难度较大.本文从结构体系、索网性能、节点、参数敏感性等方面对主体支承结构设计的关键问题进行了介绍.     

世界最大FAST工程圈梁合龙

<正>经过近年的基础性工程建设,2013年12月31日,位于贵州省黔南州平塘县的世界上最大500m单口径射电望远镜FAST工程顺利完成了钢结构主动反射面环形支撑圈梁制造与安装,实现了合龙。据介绍,500m口径球面射电望远镜工程是由中国科学院和贵州省政府共建的国家重大科技基础设施建设项目,是国家九大科技基础设施之。其核心内容是:利用贵州天然喀斯特洼地,建造架500m口径的主动反射球面射电望远镜,以实现高精度的天文观测。主动反射面环形支撑圈     

柳工欧维姆助力“观天巨眼”主体工程顺利完工

正本刊讯7月3日,全球最大的单口径射电望远镜—500米口径球面射电望远镜(下简称FAST),在贵州平塘县完成了最后一块反射面单元的吊装,至此,这个"观天巨眼"的主体工程已完工。柳工欧维姆公司此次承接了FAST的反射面索网工程,反射面索网可谓是"巨眼"的骨架,因为,FAST正是依靠索网的柔性伸缩,帮助反射面实现对宇宙现象的对焦、定位、追踪。"观天巨眼"究竟强在哪?中国科学院国家天文台FAST工程总工艺师王启明接受采访时介绍,帮助反射面变位的2000多个液压促动器是通过伸     

观天巨眼FAST射电望远镜主体工程完工

正7月3日上午,500m口径球面射电望远镜(FAST)工程大窝凼台址现场,FAST工程总经理、中国科学院国家天文台台长严俊一声令下,最后1块反射面单元在隆隆的鞭炮声中缓缓起吊,完成二次空中转接,在用缆索吊下滑到指定位置后,被顺利安装在索网上。自此,经过11个月的艰苦奋斗,近     

基于BIM技术的FAST工程台址开挖优化

中科院500m口径球面射电望远镜(简称FAST)是利用贵州喀斯特地区的洼坑作为望远镜台址,建造500m左右球冠状主动反射面望远镜,FAST在洼地中的位置由球面曲率半径、主动反射面口径、球冠张角球底高程等台址参数决定,FAST设计方案的最优化要求以及大窝凼洼地的几何条件复杂性,导致台址开挖中心的选择直接影响挖方工程量及支护工程的造价。为减少支护工程、减少总开挖量,通过Civil3D软件建立FAST台址的BIM模型,对多个不同开挖中心处的开挖工作量进行计算,将计算结果通过函数拟合的方式优选出最佳开挖中心点,并最优化定位了50根支撑柱的平面位置和6个馈源塔塔基的空间坐标。     

我国FAST工程索网安装成功

<正>近日获悉,我国500m口径球面射电望远镜工程(简称FAST工程)索网制造和安装工程顺利完成,这意味着该工程在关键技术难点上实现了突破。位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的500m口径球面射电望远镜是目前世界最大单口径射电望远镜,2011年开始建设,预计2016年建成,建成后将成为世界级射电天文研究中心。据介绍,索网制造与安装工程是FAST工程的主要技术难点之一。FAST索网是目前世界上跨度     

500 m口径球面射电望远镜索网结构形态和受力分析

500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)是国家重大科技基础设施项目。口径500m、半径300.4m的球冠形索网是FAST反射面的主体支承结构。通过促动器的主动控制,索网可以在标准球面和不同抛物面之间转换,即索网为可主动变位的结构。针对FAST索网结构设计中由主动变位引起的形态分析和轻量化需求等问题开展研究,提出了目标位形应变补偿法,统一了球面基准态和抛物面态的形态分析方法,解决了多目标位形索网结构的形态分析问题;提出预应力优化方法,将球面基准态最大索力降低了29%;研究了索网球面基准态和抛物面态的受力性能,并与实测结果进行对比,索力吻合较好,50%以上钢索索力相对误差在5%以内。     

500 m口径球面射电望远镜索网结构形态和受力分析

500m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST)是国家重大科技基础设施项目。口径500m、半径300.4m的球冠形索网是FAST反射面的主体支承结构。通过促动器的主动控制，索网可以在标准球面和不同抛物面之间转换，即索网为可主动变位的结构。针对FAST索网结构设计中由主动变位引起的形态分析和轻量化需求等问题开展研究，提出了目标位形应变补偿法，统一了球面基准态和抛物面态的形态分析方法，解决了多目标位形索网结构的形态分析问题；提出预应力优化方法，将球面基准态最大索力降低了29%；研究了索网球面基准态和抛物面态的受力性能，并与实测结果进行对比，索力吻合较好,50%以上钢索索力相对误差在5%以内。     

FAST30米模型整体索网张拉方案的研究

介绍了大射电望远镜(FAST)30m模型主动反射面支承结构——整体索网结构,根据现场条件提出了三种可行的施工方案,并利用ANSYS的生死单元技术模拟索网张拉过程.通过分析、对比确定了最优方案,并以此指导了实际施工,为FAST500m原型的建造积累了经验.     

FAST索网张拉过程模拟分析及误差控制

500m口径球面射电望远镜(FAST)采用柔性索网作为反射面的支承结构,柔性索网结构的张拉过程模拟分析对于张拉成形阶段具有重要的指导作用.基于非线性有限元理论,针对FAST索网的结构形式和施工方案,提出了索网张拉过程的模拟分析方法.通过计算分析得到了索网在张拉过程中的位移和内力,计算结果验证了张拉方案的可行性.根据张拉过程中索网的内力变化,确定了FAST索网的误差调整方案.调索后,索力的实测值和计算值偏差在10%以内,说明调索效果较好.     

世界最大单口径射电望远镜项目全面调试

正随着最后几十块反射面板铺设完毕、项目机电安装的全面验收,中建二局安装工程有限公司参加建造的中国科学院国家天文台FAST(500m口径球面射电望远镜)项目进入全面调试阶段。据介绍,该项目为国家重大科学工程,位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县大窝凼,利用贵州喀斯特地区的山区洼地作为望远镜的台址,建造世界最大单口径射电望远镜。该项目计划于2016年9月中旬开始运行观天。     

欧维姆汇聚智慧创新 助力“天眼”开启

正日前,国家重大科技基础设施500 m口径球面射电望远镜(FAST)正式落成启用。柳工集团公司党委书记、董事长曾光安,柳工欧维姆公司总经理刘璇等,受邀参加此次盛会,见证了欧维姆公司参与建设的"天眼"——世界最大500 m单口径球面射电望远镜正式开启,进行与世界星空之约。据了解,FAST工程是国家"十一五"重大科学工程项目,它比原世界最大的美国300 m口径Arecibo望远镜灵敏度高2.25倍,可实现5项基础科学:巡视宇宙中的中性氢、观测脉     

500m口径球面射电望远镜反射面单元吊装方案研究

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。     

世界最大500m单口径射电望远镜环形支撑圈梁合拢

<正>2013年12月31日位于贵州省平塘县克度镇"大窝凼"的世界上最大500m单口径射电望远镜(FAST)工程顺利完成了钢结构主动反射面环形支撑圈梁制造与安装,实现了合拢。据介绍,FAST工程是由中国科学院和贵州省人民政府共建的"十一五"国家重大科技基础设施建设项目,是国     

FAST30m模型张拉成形健康监测研究和应用

FAST(five-hundred-meter aperture spherical telescope)是500m口径、具有主动反射面的巨型射电望远镜。作为先期验证模型,其30m缩尺模型采用整体索网结构作为反射面支承结构,为保证结构的安全性、苛刻的精度等要求,对其张拉成形过程进行健康监测。针对结构特点以及张拉方案,布设相应传感器,研究并提出了有效、实用的结构安全评定方法,在此基础上,综合运用Matlab、ANSYS、SQL2005等软件开发了结构健康监测系统,实现了可视化操作、自动安全预警、结构模型实时修正以及数据库等功能。最终该系统成功应用在FAST 30m模型索网张拉成形过程中,准确评估张拉各阶段的结构安全性,切实确保了安全施工,及时计算各阶段反射面成形精度,为精度控制提供了科学依据,为FAST原型结构健康监测和索网张拉施工积累了工程经验。     

巨型射电望远镜结构关键技术研究

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。