精密拼接光柵結構穩(wěn)定性原理和方法研究.pdf

1、激光慣性約束核聚變（Inertial Confinement Fusion，簡稱ICF）是當今國際可控熱核聚變的主要研究方向之一。ICF裝置是一個大型、復雜的精密光學機械系統(tǒng)，單憑各單元的調(diào)整是無法保證其光束指向性（打靶精度）的，必須在結構設計和工程實施上進行全面考慮。精密拼接光柵作為ICF裝置獲得高能激光脈沖的核心部件，其穩(wěn)定性嚴重影響著光束指向性，因此，研究精密拼接光柵結構穩(wěn)定性對保障光束指向性和提高整個裝置性能有著不可估量的作用。

2、
　　論文從結構穩(wěn)定性基本原理和衍射光柵特性出發(fā)，結合ICF裝置壓縮池的具體結構形式，尋找到了影響精密拼接光柵結構穩(wěn)定性的主要結構特性參數(shù)，給出了提高結構穩(wěn)定性的具體措施。在此基礎之上進行了精密拼接光柵裝置的原理樣機設計，采用了高穩(wěn)定性的四面體桁架系統(tǒng)作為整個拼接裝置的支撐，通過基于微分法原理的機構精度設計，對裝置的裝配精度進行了優(yōu)化設計，排除了由結構形式產(chǎn)生的誤差放大因素，提高了裝置的精度；應用有限元分析方法對裝置進行模態(tài)分析，

3、結果表明裝置的一階固有頻率不滿足穩(wěn)定性要求，支撐板、豎連桿和斜連桿為穩(wěn)定性薄弱構件，從裝置的前十階振型云圖可知，穩(wěn)定性薄弱構件表現(xiàn)為繞X軸抗彎強度不夠；通過分析穩(wěn)定性薄弱構件的尺寸參數(shù)與裝置一階固有頻率的變化規(guī)律，找出了滿足結構穩(wěn)定性的構件尺寸優(yōu)化參數(shù)，給出了精密光柵拼接裝置的穩(wěn)定性優(yōu)化方案。對優(yōu)化后的裝置進行模態(tài)分析和隨機振動分析，結果均滿足要求。
　　穩(wěn)定性實驗結果表明：裝置繞X軸的轉(zhuǎn)角動態(tài)響應為0.243?rad和繞Y軸的轉(zhuǎn)