[发明专利]基于高宽比因素影响的气浮平台性能化设计方法

说明书

本发明公开一种基于高宽比因素影响的气浮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)计算气浮平台与上部设备的质量比，当质量比∈[1.5～5]时，再计算上部设备的高宽比以及气浮平台的高宽比，然后进入下一步4)；否则返回步骤2)修改初步设计方案)；否则返回步骤2)修改初步设计方案；4)比较气浮平台的高宽比及上部设备的高宽比，当二者的比值不小于1且不大于1.5时，进行下一步5)，否则返回步骤2)修改初步设计方案；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高宽比因素影响的气浮平台性能化设计方法。

背景技术

目前，针对气浮平台质刚重合高性能的问题，主要采取气浮平台经验性的设计方法和有限元精确计算的设计方法，但由于经验性设计方法的局限性和非针对性，实施过程上部设备及下部气浮平台无法做到有效的保护精密仪器及减隔微振动性能稳定。传统方法缺陷如下：

(1)局限性和非针对性。气浮平台经验性的设计方法是经过实际工程测试中进行总结的一种普遍的设计方法，针对不同的或有专业强度要求的气浮平台设计，无法使上部设备达到应有的振动范围区间，影响设备的正常工作。

(2)质心和刚度中心难以重合。研究发现，当气浮平台的质心和刚度中心处于重合时，所受到的振动最小，经验性的设计方法难以精确做到质刚重合。

(3)计算量大，耗时长，工程成本高。现有方法可通过大量的数据计算，得出精确的数值，由于有限元限制，计算冗长繁多，且非量化数据，消耗工时极长，大量工时计算即有较高设计成本，并且无法在短时间内得出数据及方案，工程进行滞后。

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高宽比因素影响的气浮平台性能化设计方法。该技术基于高精度精密设备气浮平台质刚重合高性能设计，提出基于高宽比因素影响的气浮平台性能化设计方案，在单个气浮支撑工程对台上设备以及台下T型台制定初步方案进行比选，在有限的环境条件下进行快速的性能化方案，达到气浮平台质心和刚度中心重合的目标，气浮平台稳定，保护精密设备的效果。

技术方案：根据本发明的一方面，提供一种基于高宽比因素影响的气浮平台性能化设计方法，包括：一种基于高宽比因素影响的气浮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，所述信息数据包括上部设备的质量、高度和宽度数据以及气浮平台的质量、高度和宽度数据；

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，计算气浮平台与上部设备的质量比Wasp/Wuls，当质量比Wasp/Wuls∈[1.5～5]时，再计算上部设备的高宽比σuls以及气浮平台的高宽比σasp，然后进入下一步4)；否则返回步骤2)修改初步设计方案；

4)比较气浮平台的高宽比σasp以及上部设备σuls的高宽比，当二者的比值不小于1且不大于1.5时，进行下一步5)，否则返回步骤2)修改初步设计方案；

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)之间还包括有限元计算、模态计算分析和模态判断，当上部设备基本频率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，所述上部设备为精密仪器设备。