摘要：

光学平台被广泛的应用于光学试验,加工及测量中,用来承载光学仪器并隔离环境振动.光学平台的固有频率,传递率,隔振频率范围等隔振性能的好坏直接影响试验结果的准确性和可靠性.因此,对光学隔振平台进行合理的设计以及隔振性能的分析具有重大的意义.本文针对平台的各项设计要求,初步拟定了三种常用的台体筋板布置方案和三种空气弹簧支撑方案,并通过比较台体固有频率,静变形,支撑稳定性以及弹簧支撑总刚度等选择了更适合该平台的设计方案.在选定的空气弹簧支撑方案下,基于空气弹簧隔振系统动力学模型,分析了隔振系统固有频率和传递率与气室容积,主气室和附加气室容积比,相对阻尼系数的关系,并依此选择了符合设计要求和实际条件的空气弹簧结构参数.另外,本文还在对空气弹簧隔振系统隔着性能分析的基础上,设计了一种总容积及容积比可调的空气弹簧结构,这种结构能够实现隔振系统固有频率和传递率的调节.在选定的筋板布置方案下,以台体固有频率最高为优化目标,以台体质量为约束条件,利用Optistruct软件对台体中各板的厚度及筋板的分布位置进行了多次拓扑优化,使台体固有频率从41.85Hz提高到60Hz.最后,本文通过有限元方法对平台进行了模态分析和频率响应分析.通过计算光学平台的固有频率,隔振频率范围以及隔振率等验证了平台设计方案的可行性.本文关于不同筋板布置方式下台体固有频率的比较,关于空气弹簧结构参数对隔振性能影响的分析以及采用拓扑优化的台体结构设计方法,能够有效的指导光学平台的设计,提高光学平台的隔振性能,为以后进行光学平台的设计提供了一定的参考.

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