大型光學(xué)隔振平臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、光學(xué)平臺(tái)被廣泛的應(yīng)用于光學(xué)試驗(yàn)、加工及測(cè)量中，用來(lái)承載光學(xué)儀器并隔離環(huán)境振動(dòng)。光學(xué)平臺(tái)的固有頻率、傳遞率、隔振頻率范圍等隔振性能的好壞直接影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，對(duì)光學(xué)隔振平臺(tái)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)以及隔振性能的分析具有重大的意義。
　　本文針對(duì)平臺(tái)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求，初步擬定了三種常用的臺(tái)體筋板布置方案和三種空氣彈簧支撐方案，并通過(guò)比較臺(tái)體固有頻率、靜變形、支撐穩(wěn)定性以及彈簧支撐總剛度等選擇了更適合該平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。在選定的空氣

2、彈簧支撐方案下，基于空氣彈簧隔振系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析了隔振系統(tǒng)固有頻率和傳遞率與氣室容積、主氣室和附加氣室容積比、相對(duì)阻尼系數(shù)的關(guān)系，并依此選擇了符合設(shè)計(jì)要求和實(shí)際條件的空氣彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)。另外，本文還在對(duì)空氣彈簧隔振系統(tǒng)隔著性能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種總?cè)莘e及容積比可調(diào)的空氣彈簧結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)隔振系統(tǒng)固有頻率和傳遞率的調(diào)節(jié)。在選定的筋板布置方案下，以臺(tái)體固有頻率最高為優(yōu)化目標(biāo)，以臺(tái)體質(zhì)量為約束條件，利用Optistruct軟件對(duì)

3、臺(tái)體中各板的厚度及筋板的分布位置進(jìn)行了多次拓?fù)鋬?yōu)化，使臺(tái)體固有頻率從41.85Hz提高到60Hz。最后，本文通過(guò)有限元方法對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析和頻率響應(yīng)分析。通過(guò)計(jì)算光學(xué)平臺(tái)的固有頻率、隔振頻率范圍以及隔振率等驗(yàn)證了平臺(tái)設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　本文關(guān)于不同筋板布置方式下臺(tái)體固有頻率的比較，關(guān)于空氣彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)隔振性能影響的分析以及采用拓?fù)鋬?yōu)化的臺(tái)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，能夠有效的指導(dǎo)光學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、提高光學(xué)平臺(tái)的隔振性能，為以后進(jìn)行光學(xué)