光學(xué)組件下裝系統(tǒng)潔凈精密裝校技術(shù)研究.pdf

1、隨著下一階段激光核聚變裝置所需能量的提高，激光光束增加，LRU(Line Replaceable Units)即在線可替換單元模塊的種類和數(shù)量也隨之增加，對(duì)下裝設(shè)備的裝校能力提出了新的挑戰(zhàn)。滿足LRU模塊百級(jí)潔凈度的苛刻要求下，高效地完成其在線安裝和更換是同類設(shè)備一直沒(méi)有解決的問(wèn)題，因此很有必要對(duì)LRU模塊潔凈精密裝校技術(shù)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出一種高效的下裝設(shè)備，滿足下一階段LRU模塊潔凈精密裝校的需求。
　　本文針對(duì)下裝設(shè)備總體設(shè)計(jì)要

2、求，提出了采用水平調(diào)平機(jī)構(gòu)先調(diào)節(jié)底盤水平，然后通過(guò)平面三自由度并聯(lián)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)LRU模塊進(jìn)行精確校準(zhǔn)，最后被動(dòng)柔順機(jī)構(gòu)在LRU模塊安裝過(guò)程中對(duì)其位恣偏差進(jìn)行校正和補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)方案。
　　利用三維設(shè)計(jì)軟件Proe/E完成了下裝設(shè)備虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)?；贏NSYS，采用APDL命令流方式建立了下裝設(shè)備的有限元模型，對(duì)下裝設(shè)備裝載工況和舉升工況進(jìn)行了整機(jī)靜力分析；對(duì)以上兩種工況的下裝設(shè)備分別進(jìn)行了模態(tài)分析，提取其前六階固有頻率和振型，對(duì)下裝設(shè)

3、備動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析。分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的整體變形和各組成部件的應(yīng)力和應(yīng)變均在許用范圍之內(nèi)，下裝設(shè)備強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性良好。
　　對(duì)LRU模塊精密裝校關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究，下裝設(shè)備需具備水平調(diào)平、精密校準(zhǔn)和柔順裝配的功能。水平調(diào)平采用“面追逐式”調(diào)平方法，調(diào)節(jié)底盤水平，確保調(diào)平過(guò)程的安全與穩(wěn)定。對(duì)三自由度校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，基于Matlab得到校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)在不同位恣下的工作空間和靈巧度。分析校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對(duì)誤差的影響，

4、對(duì)比得到各參數(shù)對(duì)誤差的影響程度，提出了改進(jìn)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的優(yōu)化方案。分析了柔順裝配三個(gè)階段，得到各階段裝配力的解析表達(dá)式，基于Matlab分析對(duì)比各參數(shù)對(duì)裝配力的影響，給LRU模塊的裝配提供理論依據(jù)。
　　基于等效元素集成法對(duì)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)特性分析，推導(dǎo)了動(dòng)力學(xué)方程的二階轉(zhuǎn)換矩陣和三階轉(zhuǎn)換矩陣，采用有限元組裝的方法求得系統(tǒng)的等效質(zhì)量陣以及等效力陣，進(jìn)而得到其動(dòng)力學(xué)方程?；贏DAMS對(duì)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析，得