[发明专利]基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法

说明书

本发明RR公开一种基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法，该方法包括：1)获取相关信息数据，以确定振动设计需求；2)根据工程设计经验以及上述设计需求，确定初步设计方案；3)基于初步设计方案，计算目标设备加速度A，并判断目标设备加速度A是否超过容许加速度[A]；当A＞[A]时，返回步骤2)修改初步设计方案；当A≤[A]时，进行步骤4)；4)计算运动部件质心高度h1以及目标设备质心高度h2，当h1/h2＞1/3时，返回步骤2)修改初步设计方案；当h1/h2≤1/3时，进行步骤5)；5)基于步骤4)之后的设计方案，进行参数化精细建模；6)进行时域分析和频域分析，最终确定优化设计方案。

技术领域

本发明涉及气浮隔振技术领域，特别是涉及一种基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法。

背景技术

目前，传统技术方法在针对精密设备的微振动控制时，通常采用经验设计法和数值分析法，可能导致对于不同类工况设计有偏差，或者会使工程设计计算量大，成本高。总结之，传统方法具有以下缺点：

经验设计法。传统技术方法在针对精密设备微振动控制时，通常采用经验分析法，但是实际工程中工况复杂，经验分析法有很大的局限性，并不能完全适用，可能造成很大的偏差。

数值分析法。有限元分析方法使用大量的数值进行分析，设计不同的方案进行优化比较，精细度较高，但是设计工期长，耗费大，使成本偏高，不符合现在发展需求。

因此需要新的技术和方法，以解决现有技术中存在不足。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法。该技术基于以往工程的设计经验，通过运动质量比的控制和质心高度值的评判，构建精细化模型，达到质量刚度重合的设计目标，可以快速建立基于运动质量比的气浮隔振平台性能优化设计方案，表现出方案设计比选速度快，性价比高的优越性。

根据本发明的一方面，提供一种基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法，包括：

1)获取相关信息数据，以确定振动设计需求，所述信息数据包括目标设备中的运动部件质量和尺寸大小、目标设备质量和尺寸大小、运动部件最大加速度、容许加速度[A]；

2)根据工程设计经验以及上述设计需求，确定初步设计方案；

3)基于初步设计方案，计算目标设备加速度A，并判断目标设备加速度A是否超过容许加速度[A]；当A＞[A]时，返回步骤2)修改初步设计方案；当A≤[A]时，进行步骤4)；

4)计算运动部件质心高度h1以及目标设备质心高度h2，并判断h1/h2是否大于1/3；当h1/h2＞1/3时，返回步骤2)修改初步设计方案；当h1/h2≤1/3时，进行步骤5)；

5)基于步骤4)之后的设计方案，进行参数化精细建模；

6)进行时域分析和频域分析，最终确定优化设计方案。

优选地，所述基于质量比影响的气浮隔振平台性能优化设计方法在步骤5)和6)之间还包括模态计算分析和模态判断，当目标设备基本频率f1小于基本频率容许值[f]时，进行时步骤6)，否则返回步骤5)修订参数化精细建模。

优选地，所述目标设备为精密仪器设备。

有益效果：本发明方法针对振动环境引起气浮平台隔振性能发生的改变，可适用于具有运动的精密加工类上部构件，其运行过程中需要气浮平台进行减隔振处理；基于运动质量比和质心高度改变气浮隔振系统性能的设计方法，具有平衡外部振动、构件运动并使构件整体受力均匀保持稳定的效果，对于具有运动性质的气浮平台构件设计方法是一种高效快速的方案优选流程。

该方法具有如下特征：