LAMOST焦面板工作时温度场研究

基本信息
作者: 金熠
学生学号: 98009051
班级:
专业: 机械制造及自动化
学校:
指导老师: 翟超
写作日期: 02-06
字数: 11,418
编号: 15
类别: 工科>自动化
级别: 本科毕业论文

[摘要]
LAMOST的光纤定位采用并行可控式光纤定位系统，它可以同时控制4000根光纤对准被观测的星体。这些定位单元均安装在焦面板上，因此焦面板的加工精度对光纤的定位精度有很大的影响。而热变形对加工精度影响比较大，所以对焦面板温度场和热变形的研究就很有必要。
本文通过实验与理论分析计算相结合的方式对焦面板正常工作时的温度场分布进行了研究计算，最终在一定简化的前提下给出了焦面板的温度场分布。
具体的说本文研究的主要内容有：对焦面板的结构进行分析从而建立起它的传热数学模型；通过实验实测的办法测出单个步进电机正常工作时的发热量；利用有限元分析软件ansys计算出焦面板的温度场分布。
通过以上研究本文得出了焦面板的温度场分布，为下一步计算整个焦面板的热变形提供了基础，从而为顺利完成LAMOST工程项目作好铺垫。

关键词：LAMOST 光纤定位单元 焦面板 有限元分析 ANSYS

Abstract
In LAMOST project, we use Parallel Controllable Optical Fiber Positioning System to make 4000 optical fibers aim at stars simultaneously. These Positioning units are all installed in the focal plane plank, so its machining precision greatly determines optical fiber's positioning precision. While heat distortion greatly determines machining precision, so it is necessary to study the temperature field and heat distortion of the focal plane plank.
The article studies the temperature field's distributing of the f focal plane plank when it works right through the experiments and academic analysis, finally it gives the temperature field's distributing under some predigestion.
The research work includes: analyze the structures of the focal plane plank to build up the math model; through the experiments measure the single motor's heat when it work right; compute the temperature field's distributing of the focal plane plank through finite element analytical software-ANSYS.
Through the above study the article gives the temperature field's distributing of the focal plane plank, provides the base for computing the total heat distortion of the focal plane plank and necessary work for accomplishing the whole LAMOST project.

Keyword: LAMOST，optical fiber positioning unit，focal plane plank，finite element analysis，ANSYS

目 录

摘要
ABSTRACT

第一章 绪论 ……………………………………………………………………… 1
1.1 LAMOST项目简介 ……………………………………………………… 1
1.2 LAMOST的控制系统 …………………………………………… 1
1.3 LAMOST的总体结构………………………………………………… 2
1.4 课题的提出………………………………………………………………… 4

第二章 焦面板传热数学模型的建立……………………………………… 5
2.1 焦面板及光纤定位单元结构分析…………………………………………5
2.2 焦面板传热数学模型的建立 …………………………………………… 7

第三章 光纤定位单元驱动电机工作时的发热测量…………………………9
3.1步进电机简介 …………………………………………………… 9
3.2 实验方案的确定 ………………………………………………… 9
3.3 实验仪器的选择……………………………………………………… 10
3.4 试验数据及处理 ……………………………………………… 11
3.5 电机发热功率的计算…………………………………………………… 13

第四章 焦面板温度场的计算 ………………………………………… 17
4.1有限元方法简介 ……………………………………………… 17
4.2有限元分析软件ansys简介 ………………………………………18
4.3创建有限元模型………………………………………………… 19
4.4定义材料属性及网格划分 …………………………………… 21
4.5施加载荷并求解………………………………………………… 22
4.6结果分析………………………………………………………… 23

第五章 结束语 ………………………………………………………………25

参考文献
致谢