本文關(guān)鍵詞：氣體流場作用下直線驅(qū)動二維氣浮工作臺的振動特性研究

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【摘要】：直線驅(qū)動氣浮工作臺具備摩擦低、傳動環(huán)節(jié)少的特點,其精度比傳統(tǒng)的機械式工作臺高兩個數(shù)量級,因此成為精密運動平臺的首選。氣膜流場內(nèi)的漩渦和壓力不均勻會引起工作臺的微振動現(xiàn)象,雖然目前氣浮工作臺已經(jīng)應(yīng)用于精度高達(dá)38nm的光刻機掃描定位工作臺,但是隨著技術(shù)的發(fā)展,對氣浮工作臺的精度要求不斷提高,微振動現(xiàn)象已經(jīng)成為氣浮工作臺向更高精度發(fā)展的掣肘。本文從CFD計算法分析工作臺氣體流場、諧響應(yīng)法分析氣體流場作用下下工作的振動響應(yīng)、氣浮工作臺的振動信號分析三個方面入手,對氣體流場下氣浮工作臺的振動特性展開研究,主要內(nèi)容包括：1、從流致振動的原理入手,研究氣膜的氣體流場對氣浮工作臺微振動的影響機理。采用單因素分析法,通過分析不同節(jié)流孔結(jié)構(gòu)形式、節(jié)流孔直徑、氣膜厚度和供氣壓力下氣膜的流場狀態(tài),以研究節(jié)流孔結(jié)構(gòu)形式、節(jié)流孔直徑、氣膜厚度和供氣壓力對氣浮工作臺微振動的影響。2、建立氣膜與氣浮工作臺的振動分析模型,推導(dǎo)氣膜剛度公式,對工作臺進行靜態(tài)剛度檢測試驗以驗證氣膜剛度計算模型的正確性,根據(jù)相應(yīng)結(jié)果對氣膜抗振性能的影響因素進行研究。3、通過模態(tài)疊加諧響應(yīng)分析法獲取在氣體流場作用下氣浮工作臺的振動響應(yīng)特性,根據(jù)氣浮工作臺的設(shè)計要求,氣浮工作臺振動的最大幅值不能超過2μm,根據(jù)諧響應(yīng)分析結(jié)果對氣浮工作臺進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使氣浮工作臺的振幅達(dá)到精度要求。4、建立氣浮工作臺的振動信號采集系統(tǒng),采集不同供氣壓力和氣膜厚度下工作臺的振動信號,根據(jù)實驗結(jié)果分析供氣壓力和氣膜厚度對振動強度的影響,并與理論結(jié)果進行對比驗證。提出了用HHT變換提取振動信號特征參數(shù)的方法,通過分析在供氣前和供氣壓力后的工作臺振動信號的IMF分量、Hilbert譜和Hilbert邊際譜,研究氣浮工作臺振動信號的特征參數(shù)。本文的研究工作揭示了氣體流場引發(fā)氣浮工作臺微振動的機理,闡明了氣浮工作臺微振動的的影響因素,研究了氣體流場作用下氣浮工作臺的振動響應(yīng),對采集的振動信號做了特征參數(shù)分析,為提高氣浮工作臺的振動性能提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH703

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本文編號：1271846