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同步辐射仪器中柔性铰链压弯机的研究

鏃ユ湡;2019-08-27  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  同步辐射仪器中柔性铰链压弯机的研究_电子/电路_工程科技_专业资料。阐述了一种应用柔性铰链产生精密光学反射镜的弹性压弯机构的工作原理.应用经典力学方法对这种压弯机构进行了详细的力学分析,并将这种弹性压弯机构简化成平面钢架结构,用力法正则方程和梁的弯曲方程推导得出镜子的曲率与压弯机构参数及压弯驱动力之间的关系,即压弯机构驱动方程或镜子曲率方

  第 ! 卷 第 & 期 & & 年 # 月 文章编号 (&&) !#$%&#’ &$&&$( 光学 精密工程 MHA , ! -F2 , KH , & && *FG34 1.E L2534H. 9.=.552.= 同步辐射仪器中柔性铰链压弯机的研究 曲艳峰, 吕丽军 (上海大学 精密机械工程系, 上海 &)&) 摘要: 阐述了一种应用柔性铰链产生精密光学反射镜的弹性压弯机构的工作原理。应用经典力学方法 对这种压弯机构进行了详细的力学分析, 并将这种弹性压弯机构简化成平面钢架结构, 用力法正则方程 和梁的弯曲方程推导得出镜子的曲率与压弯机构参数及压弯驱动力之间的关系, 即压弯机构驱动方程 或镜子曲率方程。对影响镜子面形精度的弹性压弯机构参数进行分析, 重点讨论了弹性压弯机构转动 中心轴和镜子中性面不重合时对镜子面形精度的影响。分析了柔性铰链在这种弹性压弯机构中的作用 及其对镜子面形精度的影响。并应用有限元数值计算方法对经典力学分析得出的压弯机构驱动方程进 行验证, 证实了经典力学分析的正确性。此压弯机构驱动方程可以作为这种弹性压弯机构设计的理论 基础。 关 键 词: 同步辐射;反射镜;柔性铰链 文献标识码: 中图分类号: *#+& , ! - 数进行研究, 用此驱动公式和有限元方法分析了 ! 引 言 一个具体压弯机构, 比较了两者的计算结果, 验证 了经典力学分析的正确性。分析了柔性铰链在机 构中的作用及其对镜子曲率的影响。 近 & 多年来, 由于同步辐射光源及其应用技 术的飞速发展, 极大地提高了 ’ 射线光学元件加 工和检测技术。但加工表面粗糙度小于 , !./, 面形精度小于 , 0123453 的非球面镜, 仍然十分困 难。国际上, 有人利用材料具有一定的弹性, 用机 械力 压 弯 高 精 度 的 平 面 镜 制 造 精 密 非 球 面 [! 6 &] 镜 。但是早期的压弯机构是通过镜子上下表 ,! 柔性铰链压弯机 工作原理 面的两对轴承直接给镜子施力, 并支撑和压紧镜 子。所以这种装置有不规则的约束力及局部应力 作用在镜子上, 严重影响了镜子的面形精度。近 几年, 研究发现了可以克服上述缺点的弹性压弯 [+] 机构 。其中, 美国先进光源中心 ( -78) 和法国 的欧洲同步辐射中心 ( 98:;) 分别发展了弹性压 弯机构, 研制出了面形精度达到亚弧秒级的非球 [#] 面镜 。 图! 柔性铰链压弯机 ( ! 表示镜子的长度, 表示压弯高度, #! 和 #& 表示 且 $ ! % & ) 个驱动力, 三角形 ! 表示底部铰链支座, ;=, ! ?5 @A5BC21A ?.=5$D145E D5.E52, ! 25F2545.G4 G?5 A5.=G? H@ G?5 /22H2, , G?5 D5.E.= ,@B1$ ?5=?G,#! 1.E #& ,GIH E2J.= @H2354,G21.=A54 ! GH.4,?525 $ ! % & & 本文从力学角度出发对参考文献 [+] 中提出 的柔性铰链弹性压弯机构进行详细分析, 导出压 弯机驱动方程, 对驱动方程中影响镜子曲率的参 收稿日期: 修订日期: &!$%$&!; &&$+$! 基金项目: 上海市教委科技发展基金项目 (KH, &-+)) 万方数据


 
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