本文關(guān)鍵詞：氣體流場(chǎng)作用下直線驅(qū)動(dòng)二維氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)特性研究

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【摘要】：直線驅(qū)動(dòng)氣浮工作臺(tái)具備摩擦低、傳動(dòng)環(huán)節(jié)少的特點(diǎn),其精度比傳統(tǒng)的機(jī)械式工作臺(tái)高兩個(gè)數(shù)量級(jí),因此成為精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的首選。氣膜流場(chǎng)內(nèi)的漩渦和壓力不均勻會(huì)引起工作臺(tái)的微振動(dòng)現(xiàn)象,雖然目前氣浮工作臺(tái)已經(jīng)應(yīng)用于精度高達(dá)38nm的光刻機(jī)掃描定位工作臺(tái),但是隨著技術(shù)的發(fā)展,對(duì)氣浮工作臺(tái)的精度要求不斷提高,微振動(dòng)現(xiàn)象已經(jīng)成為氣浮工作臺(tái)向更高精度發(fā)展的掣肘。本文從CFD計(jì)算法分析工作臺(tái)氣體流場(chǎng)、諧響應(yīng)法分析氣體流場(chǎng)作用下下工作的振動(dòng)響應(yīng)、氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)分析三個(gè)方面入手,對(duì)氣體流場(chǎng)下氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)特性展開(kāi)研究,主要內(nèi)容包括：1、從流致振動(dòng)的原理入手,研究氣膜的氣體流場(chǎng)對(duì)氣浮工作臺(tái)微振動(dòng)的影響機(jī)理。采用單因素分析法,通過(guò)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(chǎng)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(duì)氣浮工作臺(tái)微振動(dòng)的影響。2、建立氣膜與氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)分析模型,推導(dǎo)氣膜剛度公式,對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行靜態(tài)剛度檢測(cè)試驗(yàn)以驗(yàn)證氣膜剛度計(jì)算模型的正確性,根據(jù)相應(yīng)結(jié)果對(duì)氣膜抗振性能的影響因素進(jìn)行研究。3、通過(guò)模態(tài)疊加諧響應(yīng)分析法獲取在氣體流場(chǎng)作用下氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)響應(yīng)特性,根據(jù)氣浮工作臺(tái)的設(shè)計(jì)要求,氣浮工作臺(tái)振動(dòng)的最大幅值不能超過(guò)2μm,根據(jù)諧響應(yīng)分析結(jié)果對(duì)氣浮工作臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使氣浮工作臺(tái)的振幅達(dá)到精度要求。4、建立氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng),采集不同供氣壓力和氣膜厚度下工作臺(tái)的振動(dòng)信號(hào),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析供氣壓力和氣膜厚度對(duì)振動(dòng)強(qiáng)度的影響,并與理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。提出了用HHT變換提取振動(dòng)信號(hào)特征參數(shù)的方法,通過(guò)分析在供氣前和供氣壓力后的工作臺(tái)振動(dòng)信號(hào)的IMF分量、Hilbert譜和Hilbert邊際譜,研究氣浮工作臺(tái)振動(dòng)信號(hào)的特征參數(shù)。本文的研究工作揭示了氣體流場(chǎng)引發(fā)氣浮工作臺(tái)微振動(dòng)的機(jī)理,闡明了氣浮工作臺(tái)微振動(dòng)的的影響因素,研究了氣體流場(chǎng)作用下氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)響應(yīng),對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)做了特征參數(shù)分析,為提高氣浮工作臺(tái)的振動(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH703

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本文編號(hào)：1271846