三十米中国未来巨型望远镜主桁架结构的概念设计
针对30米中国未来巨型望远镜的主体桁架设计，提出了一种新颖的钣金组件结构方案。经过有限元分析，初步设计满足了望远镜相关使用要求。
 该高度结构是一种轻量化的等格栅焊接结构，等格栅网格由一系列钣金组件组成，通过沿不同方向延伸的一系列肋条彼此焊接，并使用三角形结构，整体结构力流的传递采用拱形钢架桥模式，这种设计可以使支撑结构达到轻质且各向同性的效果。 这种等栅格结构的制造和装配比传统的M1支撑结构空间桁架的解决方案更简单。该结构还可以减轻主镜结构和副镜结构关于高度轴系不平衡带来的配重设计难题。等格栅结构允许在镜子下方有更多的开放空间，以便以简单的方式实现从下方到镜子的维护，这在空间桁架的情况下是很难实现的。 2.分析与讨论 模态分析 为了评估该30 m CFGT望远镜方案结构的性能，使用ANSYS进行建模，采用质量单元对非对称结构仪器和反射镜进行建模，主镜M1每块子镜单元质量为270 kg，副镜单元质量为2 t，三镜质量为1.2 t。 当指向天顶和水平方向时，望远镜结构的主要特征频率如表1和表2所示。  表1.中国未来巨型望远镜指向天顶时的模态值  表2.中国未来巨型望远镜指向水平时的模态值 望远镜第一模出现在M1桁架中心，表现为扭曲变形。经过仔细分析以及研究发现，为了避免高度轴系侧向液压支撑出现过约束现象，采用图3所示的液压油路设计，该设计将在后续文章中展开。  图3.最新高度轴液压whiffletree控制系统 表3展示了该设计与GMT、TMT以及E-ELT主模态频率的对比，其第一频率略好于TMT的2.0 Hz，这主要是因为等格栅焊接结构具有高刚度-重量比的优势。  表3.中国未来巨型望远镜与其他极大望远镜主模态频率对比 |
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