車載光學平臺雙層隔振系統(tǒng)設計與試驗研究

郭建增１，２，　劉鐵根１，　池　偉２，　任曉明２，　陸秋海３
（１．天津大學精密儀器與光電工程學院，天津３０００７２；
２．中國船舶重工集團公司第七一八研究所，河北邯鄲０５６０２７；３．清華大學航天航空學院，北京１０００８４）
　　摘　要：　分析了沖擊、振動對車載精密光學系統(tǒng)的影響，指出了光學平臺的變形和振動是影響車載精密
光學系統(tǒng)精度和穩(wěn)定性的主要因素，提出了車載光學平臺雙層隔振系統(tǒng)的設計方案。采用ＡＮＳＹＳ有限元方
法分析了光學平臺隔振系統(tǒng)的振動模態(tài)和減振比，完成了車載狀況下的光學平臺振動測試。分析與測試結果
表明，車載光學平臺的雙層隔振結構具有良好的穩(wěn)定性，且對環(huán)境強振動有很好的衰減作用。該雙層隔振技術
方案及其分析測試方法，對于各種車載精密光學系統(tǒng)和設備具有重要的工程應用價值。
　　關鍵詞：　車載；　光學平臺；　隔振；　有限元分析；　振動測試
　　中圖分類號：?。裕耍矗保罚保玻贰　　　∥墨I標志碼：　Ａ　　犱狅犻：１０．３７８８／ＨＰＬＰＢ２０１１２３０５．１２４５

光學系統(tǒng)在實現(xiàn)車載工作的同時，一方面面臨著運輸過程中復雜路況下的碰撞、沖擊、振動等機械環(huán)境損
害，造成精密光學系統(tǒng)光路失調甚至光學元件的損傷，無法迅速展開工作；另一方面，還須面對由周圍大型設備
產(chǎn)生的比沒有大型設備時大兩個數(shù)量級的沖擊、振動破壞，以及更大功率下的氣體湍流對光學元件支架系統(tǒng)的
沖擊，上述沖擊、振動會造成光路抖動或光學元件失調，嚴重時整個光學系統(tǒng)將無法正常工作。光學平臺是車
載精密光學系統(tǒng)光學元件的安裝、支撐平臺，也是光學系統(tǒng)的工作平臺，是保障車載精密光學系統(tǒng)有高光學質
量輸出的關鍵，因此，對車載光學平臺進行隔振系統(tǒng)設計、仿真及試驗，對于精密光學系統(tǒng)實現(xiàn)車載工作有著重
要的意義。國內外許多專家、學者在雙層隔振領域做了大量的深入研究［１３］，目前在動力機組如潛艇柴油機的
隔振降噪［４］等、以及精密設備如超精密運動平臺隔振［５］等領域，雙層隔振系統(tǒng)獲得較廣泛應用。而針對隔振效
率和隔振穩(wěn)定性要求很高的車載精密光學的隔振方面，取得的研究成果和工程應用較少。雙層隔振結構在精
密光學系統(tǒng)上的成功應用，將為雙層隔振結構推廣應用提供指導和工程借鑒作用。本文從車載光學平臺的雙
層隔振系統(tǒng)設計及其有限元模型仿真入手，通過車載光學平臺振動測試，驗證了ＡＮＳＹＳ 有限元模型的準確
性，肯定了車載光學工作平臺所采用高剛度設計和雙層隔振設計的良好效果。

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