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減震臺:負剛度低頻隔振技術

作者:至一科技 日期:2018-09-19 點擊:5802667
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減震臺:負剛度低頻隔振技術


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圖1:減震臺在小型AFM上的運用

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圖2:減震臺在激光電子領域的運用


負剛度隔振臺工作原理

       Minusk負剛度隔振臺在低頻隔振采用了革命性的設計理念。垂直運動隔振由承載負荷的剛性彈簧結合負剛度機構NSM提供。在不影響彈簧靜載荷支撐能力的情況下,凈垂直剛度很低。與垂直運動隔振器串聯連接的梁柱提供水平運動隔振。梁柱的水平剛度隨著梁柱效應的減小而減小。(梁柱表現為彈簧結合NSM。)結果是一種緊湊的被動隔振臺,能夠非常低的垂直和水平固有頻率和非常高的內部結構頻率。


       Munisk負剛度隔振臺通常是使用三個串聯的隔振器:傾斜運動隔振器在水平運動隔振器的頂部,水平隔振器在垂直隔振器的頂部。垂直運動隔振器如圖1所示,它使用一個傳統的彈簧,連接到一個由兩個彎曲件組成的NSM上,兩個彎曲件在它們的內端連接到彈簧上,并在它們的外端被支撐,并且通過力P被壓縮加載。彈簧被重量W壓縮,在隔振臺的工作位置上,如圖1所示。隔振臺的剛度是K=KS-KN,其中KS是彈簧剛度,KN是負剛度的大小,負剛度是撓曲和載荷P設計的函數。當彈簧支撐重量W時,可以使隔振器的剛度趨于零。


         由兩個梁柱隔離器組成的水平運動隔離系統如圖2所示。每個隔振器的性能類似于兩個由重量載荷W軸向加載的固定自由梁柱。沒有重量載荷,梁柱具有水平剛度KS。在重載作用下,梁柱效應使側向彎曲剛度減小。這種特性等效于水平彈簧與NSM的結合,使得水平剛度為K=KS-KN,KN是梁柱效應的大小。通過加載梁柱以逼近其臨界屈曲載荷,可以使水平剛度接近于零。


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圖1圖2


         圖3示出了包含圖1和2的隔離器的負剛度隔振臺的示意圖。傾斜墊用作傾斜運動隔離器。垂直剛度調整螺釘用于調整負剛度撓曲上的壓縮力,從而改變垂直剛度。垂直載荷調整螺釘用于通過升高或降低支撐彈簧的底座來調整不同的重量載荷,以保持撓曲處于其直的、未彎曲的操作位置。該特性可以在單個隔離器系統中自動實現,并在多個隔離器系統中實現自動調平。


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圖3


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圖4:減震臺在顯微鏡上的運用

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圖5:減震臺在分析天平上的運用

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圖6:減震臺在大型SEM上的運用



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