[发明专利]一种基于数字双胞胎技术的望远镜反射面结构疲劳寿命监测方法

摘要

本发明公开了一种基于数字双胞胎技术的望远镜反射面结构疲劳寿命监测方法，该方法采用目前最先进的数字双胞胎技术，将望远镜反射面结构的实际运行状态，实时映射到数字模型上，形成数字双胞胎。然后，通过有限元分析及对结果数据的统计，得到各根索截止当前时刻的实际应力谱。最后，根据试验获得的索的S‑N曲线，采用目前国际上通用的Miner线性累计损伤定律，得到各根索截止当前时刻的疲劳损伤度，并据此给出相应的预警信息，帮助望远镜运营方及时制定维修计划，提前采购相应类型的钢索，并对相应索提前进行更换。该方法可有效避免望远镜索网结构脆性疲劳破坏的风险，大大降低索网维修的时间成本，提高望远镜的有效观测时间，具有很大的效益。

主权项

1.一种基于数字双胞胎技术的望远镜反射面结构疲劳寿命监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：1)在望远镜运行过程中，通过布置在2225个促动器上的磁致伸缩传感器采集所述促动器的实时行程，通过反射面控制系统获得当前时刻故障促动器的编号以及当前环境温度数据，实时输入到FAST望远镜反射面结构整体有限元模型中；2)通过有限元计算，输出FAST望远镜反射面索网结构中面索和下拉索的应力，将各根索的应力，按照时间顺序存入数据库；3)选择望远镜空闲时间，将FAST索网张拉到基本球面状态，采用现场的测控系统，测量反射面结构中圈梁耳板销孔位置、下拉索两端节点位置以及边缘面索索力信息；4)通过耳板销孔位置、下拉索两端节点位置数据以及边缘索索力的测量数据，修正FAST望远镜反射面整体有限元模型，将修正后的望远镜反射面作为新的数字模型使用；5)采用雨流法统计各根索截止当前时刻的应力‑时间历程，形成各根索截止当前时刻的应力谱；6)通过试验获取索网结构面索及下拉索的S‑N曲线；7)采用Miner线性累计损伤定律，计算得到各根索的疲劳损伤度；8)根据计算结果给出预警信息，分别列出计算疲劳损伤度大于70％和大于80％的索的编号。