[發明專利]一種質剛重合的三向等剛度氣浮式隔振系統優化設計方法

有效

• 申請號: 201810082315.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108229055B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 張同億;胡明祎;伍文科;黃偉;秦敬偉;蘭日清;張瑞宇;祖曉臣;李穎;王菲;姚張婷
• 申請（專利權）人: 中國中元國際工程有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙) 11583
• 代理人: 李麗

1.一種質剛重合的三向等剛度氣浮式隔振系統優化設計方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)設計參數確定：根據荷載、精密設備容許振動值、建筑結構形式和地基基礎確定振動控制系統設計參數；

(2)確定氣浮式振動控制系統初步方案，包括空氣彈簧的數量、布置方式和型號；

(3)參數化建模：根據設計參數建立設計參數可變的有限元變量模型，以合適的精度劃分網格，實現對整體有限元全參數化建模；

(4)模態計算：計算得到氣浮式振動控制系統模態相關的參數；

(5)確定理想設計參數模型：判斷通過模態計算得到的氣浮式振動控制系統模態相關的參數是否滿足一定的關系，若滿足一定的關系，則記錄此時的氣浮系統的設計參數，若不滿足一定的關系，則返回步驟(2)修改氣浮式振動控制系統初步方案；

(6)理想模型修正：根據實際工程中設計參數的取值范圍，以及滿足最低耗費的經濟目標，比選后合理修正設計參數，從而確定振動控制系統的最終方案；

其中，所述步驟(4)中所述模態相關的參數包括：氣浮式振動控制系統前三階振型x₁、x₂、x₃及其頻率值f₁，f₂，f₃，以及振型質量參與系數δ₁，δ₂，δ₃；

其中，所述步驟(5)中一定的關系包括：δ₁+δ₂+δ₃95％以及|f₁/f₂-1|5％、|f₁/f₃-1|5％、|f₂/f₃-1|5％；

其中，所述步驟(6)包括：根據實際工程中氣浮系統高剛性平臺的基本厚度h₁，氣浮系統高剛性平臺的T型下垂厚度h₂以及氣浮系統高剛性平臺的基本邊長w的取值范圍，以及滿足最低耗費的經濟目標，比選后合理修正設計參數氣浮系統高剛性平臺的基本厚度h₁，氣浮系統高剛性平臺的T型下垂厚度h₂以及氣浮系統高剛性平臺的基本邊長w，從而確定振動控制系統的最終方案；

所述步驟(3)中所述合適的精度為表示采用相鄰兩次網格細化的模態計算結果中基本頻率值相差不超過0.1％，則認為系統的網格精度滿足合適的精度。

2.根據權利要求1所述的一種質剛重合的三向等剛度氣浮式隔振系統優化設計方法，其特征在于所述步驟(1)的設計參數包括：氣浮系統高剛性平臺的基本厚度h₁，氣浮系統高剛性平臺的T型下垂厚度h₂以及氣浮系統高剛性平臺的基本邊長w，質量和/或剛度。

3.根據權利要求1所述的一種質剛重合的三向等剛度氣浮式隔振系統優化設計方法，其特征在于所述步驟(2)包括：

(2-1)根據精密設備質量確定所需空氣彈簧的數量；

(2-2)根據系統平臺頂板確定空氣彈簧布置方式；

(2-3)根據相似工程的實施經驗選擇空氣彈簧的型號。

4.根據權利要求1所述的一種質剛重合的三向等剛度氣浮式隔振系統優化設計方法，其特征在于獲得所述步驟(4)的所述模態相關的參數包括：對氣浮平臺的固有動力特性，采用分離變量法求解偏微分方程，獲取氣浮式振動控制系統前三階振型x₁、x₂、x₃及其頻率值f₁，f₂，f₃，振型質量參與系數δ₁，δ₂，δ₃。