大型光學(xué)隔振平臺的設(shè)計與分析.pdf

1、光學(xué)平臺被廣泛的應(yīng)用于光學(xué)試驗、加工及測量中，用來承載光學(xué)儀器并隔離環(huán)境振動。光學(xué)平臺的固有頻率、傳遞率、隔振頻率范圍等隔振性能的好壞直接影響試驗結(jié)果的準確性和可靠性。因此，對光學(xué)隔振平臺進行合理的設(shè)計以及隔振性能的分析具有重大的意義。
　　本文針對平臺的各項設(shè)計要求，初步擬定了三種常用的臺體筋板布置方案和三種空氣彈簧支撐方案，并通過比較臺體固有頻率、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的設(shè)計方案。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、相對阻尼系數(shù)的關(guān)系，并依此選擇了符合設(shè)計要求和實際條件的空氣彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)。另外，本文還在對空氣彈簧隔振系統(tǒng)隔著性能分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種總?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，以臺體固有頻率最高為優(yōu)化目標(biāo)，以臺體質(zhì)量為約束條件，利用Optistruct軟件對

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