大型射电天线轮轨接触分析与实验

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1、硕士学位论文题目:大型射电天线轮轨接触分析与实验研究生王松根专业机械电子工程指导教师陈志平教授孔德庆副研究员完成日期2014年3月杭州电子科技大学硕士学位论文大型射电天线轮轨接触分析与实验研究生：王松根指导教师：陈志平教授孔德庆副研究员2014年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheanalysisandexperimentonwheel-railcontactofradiotelescopeCandidate:WangSonggenSupervisor:Prof

2、.ChenZhipingResearchassociateprof.KongDeqingMarch,2014杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻

3、读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日杭州电子科技大学硕士学位论文摘要射电天文学及深空探测技术的发展，对大型射电天线的口径、灵敏度以及指向跟踪精度等提出了更高的要求。当大型射电天线方位转动部分采用轮轨式结构时，探讨轮轨精度对指向误差的影响、轮轨的磨损问题成了亟待解决的

4、课题。本文以国家天文台50m天线轮轨系统为主要研究对象，引入三维弹性体非Hertz滚动接触理论，构建天线轮轨滚动接触系统模型，从数值计算层面分析天线轮轨在滚动接触中的几何形变及滚动接触滑移。通过天线轮轨三维弹性体非Hertz滚动接触的分析，为仿真模型和实验测试提供理论支持。其次，根据理论分析模型建立50m天线轮轨三维接触模型，仿真分析了轮轨接触区部分的接触应力及变形，分析天线轨道结构特别是轨道接头处几何型面突变对轨道的影响，讨论轨道接缝角度、温度等外部因素对轨道力学性能的影响。最后，实地勘测50m射电天线轮轨滚动接触疲劳磨损情况，获得轮轨磨损数据。对50m射电天线轨道

5、进行全轨水平度及加载变形测量，检验理论及仿真模型的计算结果。根据实测数据，分析轨道与轨道面产生大裂缝的原因，提出天线轨道的维修方案，对50m天线进行维修与调整，并对轨道全轨不平度等参数进行重新实测，评估天线轨道维修效果。考虑轨道因素导致的指向精度误差，建立射电天线的指向修正模型，利用50m射电天线进行全天域指向校准实验，验证修正后的指向精度。本文所建立的三维轮轨滚动接触模型与轨道测量方案，有利于大型轮轨式射电天线轨道问题的研究，为解决因轨道问题引起的天线指向跟踪精度降低和大型轮轨式射电天线轨道结构设计与运行维护提供一定的参考与指导。关键词：天线，轮轨，接触，指向修正I

6、杭州电子科技大学硕士学位论文AbstractThedevelopmentofradioastronomyandthedeep-spaceexplorationresultsinthehigherrequirementoftheaperture,sensitivityandpointingaccuracyofgiantradiotelescope.Whenapplyingthewheel-railstructureintotherotationpartofthegiantradiotelescope,discussingthepointingerrorwhichisin

7、fluencedbywheel-railaccuracyandtheerosionoftrackofwheel-railhasbeenanissuethatneedstobeaddressedimmediately.Thispaperresearchesonthewheel-railsystemofNationalastronomicalobservatory50mradiotelescope,introduces3Dnon-Hertzrollingcontacttheory,establishestherollingcontactsystemmod