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机械设计与研究2025年第05期:引力波探测望远镜方位轴卸荷电磁铁力学性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:郑波;王国民;武亚博;王海;乐中宇;谢明轩;

单位:中国科学院南京天文光学技术研究所;中国科学院天文光学技术重点实验室;中国科学院大学天文与空间科学学院;

摘要:为了提高观测质量,通常将天文望远镜安装在高原、南极等大气稀薄、视宁度高的地点,这类地点普遍处于低温环境。同时随着观测要求的提高,天文望远镜的口径越来越大,望远镜的整体质量大幅增加。在极端低温与望远镜自身重量的双重作用下,滚动轴承、液体静压轴承等常用的望远镜方位轴支撑轴承易出现诸如爬行、润滑失效、液压系统故障等问题,影响了望远镜的探测精度。针对上述情况,提出了基于引力波探测望远镜的方位轴电磁悬浮卸荷方案,开展卸荷电磁铁的力学性能测试。首先,根据所使用电磁铁的结构特征,建立了卸荷电磁铁的电磁力理论计算模型,通过Maxwell3D软件对电磁力进行仿真验证,仿真结果显示计算值与仿真值最大偏差仅为3.02%;其次,设计了卸荷电磁铁测试系统,获得了电磁力实测值,分别将电磁力实测值与计算值和仿真值对比,得到最大偏差分别为7.9%和5%,表明该测试装置运行良好,得出的数据准确。研究表明,建立的电磁力理论计算模型准确,可以用于电磁悬浮控制系统的设计。

关键词:引力波探测望远镜;;卸荷;;电磁悬浮

基金资助:国家重点研发计划(2021YFC2203302)