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《河南科技大学》 2012年
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气浮工作台性能研究

牛童  
【摘要】:气浮工作台是精密设备的新型线性传动导向装置,其优点主要是克服了传统工作台响应滞后大、存在摩擦等不足,可在大规模集成电路制造、微机械加工、二维精细测量上广泛应用,代表着超精密、长行程的工作台的发展方向。 目前,气浮工作台的国内研究与国际水平存在差距,成果尚少。关于气浮工作台的静力学和动力学性能等方面的理论研究工作还相对较少,因此,本文主要就以下方面进行较全面的性能研究分析。 首先根据气浮工作台在国内外研究现状,分析了该课题研究的重点和难点。遵循气浮支承的基本理论,建立了气浮工作台的数学模型,并运用有限差分法求解雷诺方程。其次,建立了气浮工作台的三维实体模型。针对气膜流场模型,利用FLUENT软件对气浮工作台进行静力学分析,获取其静力学性能参数(承载能力、静刚度),并分析几何参数对其静力学性能的影响。在静力学性能分析基础上,利用FLUENT软件的动网格功能,分析气浮工作台的动力学性能。设计用户自定义函数(UDF),输入定义阶跃信号,仿真分析运动输出,获取动力学性能指标(上升时间、峰值时间),分析其几何参数对动力学性能的影响。最后进行实验分析,实验结果达到了预定的目标,且与仿真结果一致,证明了模型建立的正确性和有效性。 研究结果表明气浮工作台几何参数和其静力学、动力学性能密切相关。其中,节流孔直径和气膜厚度越小,工作台的承载能力和气膜刚度越好;随着节流孔直径的增加,上升时间t r,峰值时间t p增加,对输入信号响应速度变慢。FLUENT软件适用于气浮工作台的性能分析与优化设计中。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH703

【参考文献】
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