一种液体阻尼器的力学分析及其在大射电望远镜中的应用

论文摘要

由于500米口径球面射电望远镜(FAST)的舱索支撑结构具有非线性、大滞后、和弱刚度的特点,其风振问题是影响系统精度能否达到要求的重要因素,因而对其振幅的控制是十分必要的。本文具体内容如下:1.建立了舱索系统非线性静平衡方程。在此基础上,求解出舱索系统运动所需的悬索平衡张力和索长。2.分析了液体阻尼器的减振原理,针对500米口径球面射电望远镜支撑结构,设计了一种由环状水箱构成的液体阻尼器。并建立环形液体阻尼器的等效模型,将复杂的流体计算转化为直观的弹簧—质量—阻尼等效系统。由流体力学的相关知识,采用变分方法和瑞利—里兹方法求得液体晃动的固有频率,以及每一阶固有频率对应的等效质量、刚度和阻尼。3.对FAST5m模型进行振动仿真计算,并在FAST5m实体模型上进行振动实验,验证了液体阻尼器的减振效果。通过对比馈源舱加挂液体阻尼器前后的振幅,发现液体粘度、贮箱充液比及馈源舱的位姿是液体阻尼器减振效果的影响因素。

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Abstract

第一章绪论

1.1 课题研究背景

1.2 液体阻尼器的特性

1.3 本文的主要工作

第二章舱索系统数学模型

2.1 引言

2.2 馈源舱索系统静力分析

2.3 馈源舱体平衡位置求解

2.4 小结

第三章调谐液体阻尼器的模型分析

3.1 调谐液体阻尼器的减振原理

3.2 TLD减振效应的数值分析方法

3.3 模型分析

3.4 小结

第四章 FAST 5m模型仿真计算与实验

4.1 引言

4.2 实验测量系统

4.3 FAST5m模型仿真与实验对比

4.4 液体阻尼器参数分析

4.5 TLD减振效果的影响因素

4.6 小结

第五章总结与展望

致谢

参考文献

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