|
|
|
Навигация
|
Главная » Мануалы 0 Е = 3 ? Ai)f = [1,(4 a2,)f , (1.138) где Aj - передаточное отношение; Kj - коэффициент относительного рассеяния /-ГО звена размерной цепи; 4 ,- - отклопепие фактического размера /-го звена от поминального; о„,- - то же, по средпеквадратическое зпачепие отклонений A j. Применительно к отражающей поверхпости зеркала рефлектора соответствующее зпачепие ОСКИ t, определяется уравнением 2 , / / n2 (1.139) где aNY ~ средпеквадратическое начальное отклопепие по нормали к поверхпости от теоретического положения П-узлов каркаса рефлектора, учитываемое только в случае отсутствия юстировки при сборке па монтаже; ~ суммарная средпеквадратическая погрешность юстировки, причем Xy=i ~ вследствие ошибок, меняющихся с изменением местоположения юстируемой точки, а X~ вследствие независимых ошибок; оЖ - средпеквадратическое начальное отклопепие формы отражательного щита от теоретического профиля. Последовательность расчета па точность, формулы расчета для различных случаев сборки рефлектора, а также соответствующие номограммы для определения точности приведены в [12]. Сбор нагрузок для расчета эксплуатационных состояний конструкций зеркальных аптепп производится в соответствии со СПиП 2.01.07-85, по с учетом специфики их предельных состояний. Это относится прежде всего к ветровому воздействию. Расчет копструктивпо-механической системы (KMC) зеркальной аптеппы ведется па действие нормативного эксплуатационного ветрового давления (скоростного напора) , при определепии которого должно учитываться различие его расчетных значений применительно к трем основным режимам эксплуатации: I режим - режим нормальной эксплуатации (точностной режим) qj , при котором искажение геометрической формы и положения рабочих элементов зеркальной аптеппы, вызванные упругими деформациями KMC, пе должны превышать значений, гарантирующих определенный уровень эффективности работы аптеппы; II режим - кинематический режим qj , при котором должна быть гарантирована работоспособность всех приводов, по допускается снижение точности при ее контроле, а именно, превышение ограничений 1-го режима па деформационные искажения; III режим - экстремальный режим qjl, при котором в нерабочий период должна бьггь обеспечена в упругой стадии работы материала несущая способность элементов и узлов KMC. При этом ЗА может быть переведена в положепие, обеспечивающее минимальные ветровые силы; приводы выключены; включены устройства заштыревапия и торможения. Нормативное эксплуатационное ветровое давление следует определять на основе нормативного значения скорости ветра V по формуле =0,0625(Fjf(Krc/M2), (1.140) где fJ , м/с - скорость ветра на уровне 10 м над поверхностью земли. Определение fJ зависит от режима эксплуатации и требований ТЗ: а) при I режиме V устанавливается в ТЗ, как правило, соответственно предусмотренному СНиН 2.01.07-85 районированию но на основе скорости ветра с заданной (в ТЗ) обеспеченностью работы ЗА по времени со, либо с помощью метода статистической интерполяции по кривьЕМ распределения ветра [13], либо по усредненным графикам распределения ветра (рис. 1.97); б) при II режиме устанавли- вается в ТЗ либо как ...ветер Г„э^ плюс порывы... , либо как ...ветер с порывами до fJ2... либо как ...ветер плюс порывы... ;  95 97 99 ю, % Рис. 1.97. Зависимость иормативиой эксплуа-тациоииой скорости ветра Fj от заданной обеснеченности работы ю ирименительно к ветровым районам но СНиП: I-VII - ветровые районы в) при III режиме Fj устанавливается в ТЗ, как правило, соответственно предусмотренному СНиН районированию, но на основе скорости ветра, превышаемой один раз за заданный (в ТЗ) гарантийный срок службы [12, табл.6.1]. Как исключение, если VJ больше 37 м/с (скорости, рекомендуемой СНиН для VII ветрового района), она устанавливается непосредственно в ТЗ как ...ветер с порывами до fJ... , причем fJ> 50 м/с. Расчетное значение ветровой нагрузки следует определять как сумму средней qf и пульсационной q составляющих [31]. 4= If (1 + 4), (1-141) где Yy- - коэффициент надежности по ветровой нагрузке [31, п.6. II]. Значение средней составляющей ветровой нагрузки qf на высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле (1.142) где к„ - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте z и определяемый соответственно типу местности по принятой в СНиН классифика- ции [31, табл.6]; с - аэродинамический коэффициент, см.п. 1.6.3; тип местности (А, В или С) должен бьггь указан в ТЗ. Зпачепие пульсациоппой составляющей ветровой пагрузки па высоте z над поверхностью земли следует определять по формуле qf=q-qv, (1.143) где - коэффициент дипамичпости; - коэффициент пульсации (порывов) давления ветра па высоте г; v - коэффициент прострапствеппой корреляции пульсаций ветра. Коэффициент t, следует определять соответственно значению параметра е применительно к логарифмическому декременту колебаний 5 = 0,1, характерному для KMC зеркальных аптепп, по черт 2 [31] па основе липейпой иптерполяции приведенных там кривых , построенных для 5 = 0,Зи 5 = 0,15 по формуле од =0,3+1,33(0,3-0,15)- (1-144) Причем е, при этом, вычисляется как 1 .в^/ / (1.145) 940/1 где fl - первая частота собственных колебаний. Диапазон частот первых форм собственных колебаний KMC лежит в пределах от 0,5 до 5 Гц. В связи с тем, что предельные зпачепия частоты собственных колебаний /; зеркальных аптепп при декременте колебаний 5 = 0,1 превышают 4-5 Гц, силы инерции, возникающие при колебаниях по соответствующей собственной форме, могут при динамическом расчете пе учитываться [31, п.6.8]. Коэффициент следует принимать по СПиП соответственно заданному типу местности [31, табл.7]. Коэффициент v также следует принимать по СПиП в зависимости от размеров и конфигурации расчетпой поверхпости KMC, па которой учитывается корреляция пульсаций [31, табл. 9]. Поскольку ряд коэффициентов и зависят от режима эксплуатации, определепие q следует производить соответственно типу расчета. При расчете деформационных искажений KMC: I режим (обеспечение точности), jf= 1,0, = О, = О qi = q}ic c; (1.146) II режим (контроль искажений), jf= 1,0. Случай: как ветер... плюс порывы... В2 / в\ qr ={q sK c)(l + 0; (1-147) Случай: fJ как ...ветер с порывами до fJ ... qP = qэ^ 1С„с. (1.148) Случаи: fJ как ...ветер fJ плюс порывы... : ?f =(Ск с)(1 + 0; (1-149) При расчете мощности приводов: II режим (кинематический), jf = 1,0. Случай: как ...ветер плюс порывы... : - без учета порывов (1.150) - с учетом порывов по (1.147). Случаи: fJ как ... - без учета порывов Случаи: fJ как ... ветер с порывами до fJ ... : = (qi к„ с) (1 + q)-i; (1.151) - с учетом порывов по (1.148). Случай: fJ как ... ветер fJ плюс порывы... - без учета порывов =Чнэ к - с; (1.152) - с учетом порывов по (1.149). При расчете сцепления во фрикционных приводах и прочности приводов: II режим (кинематический), = 1,4. Случай: fJ как ...ветер fJ плюс порывы... : где при определении е принимать = ql. (1.153) Случай: fJ как ...ветер с порывами до F, 4 = Jf ?f K .c].(l + .q.v).(l + qrV (1.154) где при определении е принимать qf = qf(l + 5) !Ы... (l + .q.v). Случай: fJ как ...ветер fJ плюс порывы... (1.155) где при определении е принимать q. = qj . При расчете несущей способности (прочности и устойчивости) металлоконструкций, устройств стопорения и торможения: III режим (экстремальный), jf = 1,4. Случай: fJ по СПиП с учетом гарантийного срока службы ЗА 1вз 4 = If где при определении е принимать q = qf . I + .q.v , (1.156) Случай: fJ как ...ветер с порывами до V ...>> при V> 50 м/с (1.157) где при определении е принимать q = qjil + с,) Для сбора статической ветровой нагрузки в узлы каркаса рефлектора можно пользоваться с точностью 15-20% приближенной моделью [12, § 6.5], позволяющей представить ветровое давлепие как сумму воздействий симметричного и косо-симметричного вида: - симметричная нагрузка, нормальная раскрыву, равномерно распределенная по нему и адекватная по действию компоненте суммарной ветровой силы (Gj вдоль оси OZ О (1.158) - кососимметричпая нагрузка первого рода, нормальная раскрыву и адекватная по действию компонентам (ffг^, ) и (ffг^, суммарного ветрового момента отпосительпо осей OY и ОХ (OY - параллельна угломестпой оси) кем 8да -0,5с^ г F М,- со8ф^кЛ ; JK \ (1.159) (1.160) - кососимметричпая нагрузка второго рода, параллельная раскрыву, равпомер- В в по распределенная по нему и адекватная по действию компонентам [Qp j и [Qp суммарной ветровой силы вдоль осей ОХ и OY \КСМ IjK 1КСМ JK где значение q па уровне угломестпой оси ЗА, а аэродинамические коэф- фициенты с и да приведены к центру раскрыва рефлектора (рис. 1.98). В случае, когда при большом диаметре раскрыва рефлектора перепад напора по высоте имеет существенное зпачепие, он учитывается введением в формулу (1.159) дополнительного члена (1.161) (1.162)
7-Л qij ],- -;со8фЦ£j; (1.163) где {qi)l=0,5[{qi)+{qi) зпачепия q соответственно в самой низкой и самой высокой точках рефлектора. В уточненной модели, обобщающей экспериментальные данные продувок, задается непрерывным в виде графиков лишь изменение относительного давления [qpN = q% I ?лэ) вдоль восьми радиальных сечепий через 45° по ф^, а в промежуточ- пых радиальных сечениях определепие дг производится интерполяционным путем (1.164) pN]. ~ qpN . Ijic IJK 77В где ф^ и ф;> - радиальные сечепия с известными [qpN] , а отсчет ф^ ведется от оси ОХ в пределах О - 360°, причем ф^ < Фк < Фк .  Рис.1.98. Модель ветрового воздействия иа рефлектор: а - принятое разложение сил и моментов; 6 - симметричное воздействие (адекват ); в, г - кососимметричные воздействия первого рода (адекват М^у □ М^ ); д, е - кососимметричные воздействия второго рода (адекват б*- □ б*,) Нормативная динамическая ветровая нагрузка определяется на основе средней скорости ветра по формулам (1.121) и (1.122) соответственно указаниям п.1.6.3. В первом приближении можно принимать динамическую ветровую нагрузку равной 20% от статической ветровой нагрузки. Нри расчете по первому предельному состоянию (по прочности и устойчивости) парциальные весовые силы определяются по формулам (1.114) и (1.115). Нри расчете по второму предельному состоянию (по деформативности) парциальные весовые силы определяются по (1.116) и (1.117), учитывающим отсутствие весовьгх искажений зеркала рефлектора в его угловом положении ар=ар, при котором осуществляется юстировка отражающей поверхности зеркала. Определение напряженно-деформированного состояния конструкции ЗА (усилий, перемещений и т.п.) при действии различного вида статических, динамических нагрузок и температуры производится по стандартным программам расчета пространственных конструкций PACK, ПАРАДОКС, ПАРСЕК, ДИАНА и др. Наиболее важным этапом этого блока расчета является определение деформационньгх искажений поверхности зеркала рефлектора и взаимоположения рабочих элементов зеркальной системы (рефлектора, контррефлектора, облучателя и т.п.). В частности, искажения формы зеркала рефлектора обусловлены деформационными перемещениями П-узлов, в которьгх производится онирание отражательньгх щитов, и собственными деформациями щитов [12, рис.6.28]. При размере щита, меньшем или равном 2 м, решающее значение имеют деформации каркаса. Для сокращения исходной информации и понижения порядка решаемьгх систем уравнений расчетная схема, как и действующие нагрузки, раскладывается на составляющие симметричного и кососимметричного вида. Окончательный результат достигается суммированием определенным образом симметричных и кососим-метричпых деформаций. Зависимости нормальных составляющих относительных весовых перемещений АЖу^ = ANjl I Dp от углов и ад) имеют следующий вид: - симметричные (Afjg) =(sina-sinao) 90° (1.165) - кососимметричпые {KNfJ = (cosa; -cosaj7o)(A7VJ *о)-(Ф5) 90° - \КСМ 0° кем (1.166) = (cosa; - cosa - \КСМ 0° где Ф'(гу,ф^.) - пормироваппая функция весовых перемещений П-узлов каркаса, зависящая от его копструктивпой схемы NjK = A4,v --A7?,v F, / 7К J (1.167) Аналогично для весовых перемещений фокуса (коптррефлектора и облучателя): - линейные (вдоль ОХ, OY, OZ) (AF;) =0; (AFf) = (cosa; - cose FO A/ie (A/Oa, = (sina; - sina;o) - угловые (вокруг OX, OY, OZ) А/ / 90° = (cosa;-cosa;o)(Ae-L; (AGf) =(де) =0. (1.168) (1.169) Графическая интерпретация весовых перемещений (1.165) и (1.166) и коэффициента эффективности ц^д для некоторых характерных значений а; = 90 (зенит), 60, 45 и 30° представлена па рис.3.88 [12]. Вводя обозпачепие функции распределения ветровых перемещений П-узлов имеем = AN, 90° ANl\ ={ANo Д \KCM (1.170) Отметим, что возникающее в результате деформирования конструкций отклопепие фактической поверхпости зеркала рефлектора от теоретического профиля вызывает разность фаз \/ в раскрыве между волной, излучаемой элементом теоретической поверхпости, и волной, излучаемой элементом фактической поверхпости. Суммируясь по всему зеркалу, эти фазовые сдвиги приводят к существенному снижению эффективной поверхпости и усиления, которые и характеризуются парциальными коэффициентами эффективности т|,-, причем Выражение для онределения In - -\2 (1.171) предусматривает, что неравномерности полей распределения начальных ошибок учитываются предварительно при вычислении. Парциальный коэффициент ц^д, учитывающий потери вследствие деформационных искажений, определяется с учетом связи искажений с амплитудно-фазовым распределением в раскрыве рефлектора: Т1дэ = ХуХк(/уС08г|/у^АРу^) 2]f(r)rdr о (1.172) где f(r) = l + cr ж fj - функция амплитудного распределения поля (мощности) в раскрыве и ее значение в точке f = fj соответственно; - искажение плоского фронта волны в раскрыве (фазовый сдвиг) вследствие деформирования зеркала в точке с координатами f = fj и ф = f,F-\KRj,+KF,Fi 81Пфк СОЗфк + AFyF AAi--AF, - rf F- 16 л 1 -2F-2 1 + - rfF 16 81Пф, (1.173) APj = 4AP/(jiZ)2) - удельная площадка в раскрыве, в пределах которой корректно считать fj и постоянными (в пределах сдвига фазы А\/ < л/4); AAj и ARj аксиальная и радиальная составляющие относительного перемещения в точке в цилиндрической системе координат; AF = AF IF; AFy = AFy jF; A/ =ElF - TO же фокуса (контррефлектора, облучателя) в декартовой системе координат; C и С„у - направляющие косинусы (в декартовой системе) поворота плоского фронта волны в раскрыве. Когда определение т|э по формуле (1.172) может встретить затруднение, его следует вычислять через ОСКИ (е) по (1.173) при подстановке туда вместо Е значения li.- Для этих же целей может быть использована и более простая формула 113 =1-(271эх-р), (1-174) дающая несколько завышенные значения т|э по сравнению с формулой (1.171). Подбор характеристик поверхности-гомолога (А^, А^, ЪР, с„у) на основе использования метода фокусно-угловой компенсации позволяет перейти от перемещений А/к к собственно искажениям 5/ и, подставив искажения в выражения (1.173) и (1.172), снизить потери эффективности. Определение искажений, их среднеквадратического значения Оэе , а также параметров фокусно-угловой компенсации и соответствующего коэффициента эффективности может бьггь произведено по программе ПОЗА. Связь между искажениями фактической поверхности зеркала рефлектора 5/ отпосительпо поверхности-гомолога и фактическими перемещениями Ау. описывается следующими формулами: TjK = Tj - Ауо зшф^ + с„у zj зшф^; RjK = Щк + УО СОЗфк - С„у ZjK С08ф^. (1.175) Формулы для определения коррекции положения коптррефлектора и облучателя с учетом деформирования конструкций их подвески и перемещений узлов подвески па каркасе рефлектора приведены в [12, §3.8]. Поскольку к снижению эффективности приводят пе перемещения, а искажения, оказывается возможным рассматривать искажения, вызванные симметричной и кососимметричпой компонентами перемещений, как пекоррелируемые случайные величины: в этом случае величина ОСКИ определяется по формуле m-rd-r {ly-I./.Vj-f-AP где о -К АЛ. -AF.fJF- l + fJ.F- 16 (1.176) (1.177) (1.178) -AF, 81Пф, 81Пфк AFy со5ф^. -4АЛ; rj.F- ARjr (1.179) Ввиду вероятностного характера совпадения во времени максимальных значений весовых и квазистатических ветровых деформаций учет их одновременного появления производится по формуле (1.180) Суммарные эксплуатационные деформации, учитывающие помимо деформаций каркаса рефлектора также и деформации отражательных щитов для различных комбинаций: действия только весовых сил, с учетом и без начальных деформаций щитов при юстировке зеркала, при действии ветра, могут бьггь определены по формулам, приведенным в [12]. При представлении сдвигов фаз у/ по формулам (1.178) и (1.179) коэффициент эффективности в пределах корректности условия т|з = т|2э у^аэ следует определять по формуле -1-2 2\f(r)rdr о 2\f{r)rdr (1.181) Оценку т|э в функции от эх j и можно выполнить по графикам на рис. 1.99, а количественное прогнозирование достижимых Dp, минимальной X, а также требуемого ОСКИ в зависимости от заданного уровня снижения эффективности t по графикам на рис. 1.100. оски = 
-гаи 8,3 8 7,5 7 6,5 6 55 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 О 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 аIX Рис.1.99. Зависимость коэффициента эффективности г|А от соотношения сД : 1 = 0,25(1); 0,35(2); 0,45 (J) МОДР = (В^) Рис.1.100. Зависимости ОСКИ и длины волны от МОДР и -уровня потерь эффективности: а - для ОСКИ в функции от МОДР н t; б -для волны X в функции от МОДР Dp, t=5% (1), 10 (2), 25 (3), 40% (4); Dp=l6u (5); 32 (6), 64 (7), 128 (8), 256м (9) В определенных случаях существует необходимость оценки искажений зеркала рефлектора без учета изменения взаимоположения рефлектора и контррефлектора. Провести ее можно с помощью формул (1.177) и (1.181) при занулении в них значений с„, с„у, AF, AFy и AF . При этом предельно допустимые перемещения фокуса (облучателя, контррефлектора) описываются уравнениями: 1-14F] l-\AF
= AF. X) =0,55D -1. p = Aa FxUp=2J5D -1 p (1.182) (1.183) 1 ... 7 8 9 10 11 12 13 ... 53 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |