[发明专利]精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法

说明书

本发明公开了精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法，涉及隔振地基设计分析领域，包括S1待测地址钻孔并取样；S2岩土样本开展模态试验；S3建立岩土样本有限元模型，结合模态试验识别岩土样本的弹性模量与泊松比；S4安装深井传感器，获得地脉动载荷时域信号，分析获得地脉动加速度功率谱密度曲线；S5建立动力学有限元模型，在底部施加地脉动加速度功率谱密度曲线；S6开展地基动力学有限元模型模态分析和基础随机振动响应分析；S7根据动力学有限元模型确定加速度响应功率谱密度；通过对地基筏板地脉动响应的分析评估，在设计阶段获得可靠的厂房筏板上的地脉动响应，提高精密仪器装置稳定性分析评估可靠性，降低精密仪器的研发风险。

技术领域

本发明涉及隔振地基设计分析领域，尤其涉及一种精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法。

背景技术

精密光学装置为了满足其物理功能，对在地脉动载荷下的稳定性有极高的要求，即在地脉动载荷下装置中光学元件的位移或转角响应在微米或微弧度量级。因此，对精密光学装置的稳定性设计是需要重点关注的内容之一，而此类装置稳定性设计定型的主要依据是结构的计算分析结果，稳定性分析通常以厂房地基筏板为边界，将筏板上的地脉动响应谱作为装置厂房结构与装置的载荷输入。但是，在装置工程设计阶段，装置厂房地基未建成或仍处在设计阶段，此时，为了获得装置地基筏板上可靠的地脉动响应以便后期对精密光学装置开展可信的结构稳定性分析，首先需要开展装置厂房地基筏板在地脉动载荷下的响应分析。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法，包括以下步骤：

S1、对待测地址钻孔，并取样获得岩土样本；

S2、对岩土样本开展结构自由状态的模态试验，并获取其一阶模态频率与阻尼比；

S3、建立各岩土样本的有限元模型，结合各岩土样本的模态试验结果，通过模型修正方法识别岩土样本的弹性模量与泊松比；对岩土样本进行称重与几何测量，获得岩土样本的密度；

S4、在钻孔内安装深井传感器，监测获得地基底部的地脉动载荷时域信号，并分析地脉动载荷时域信号获得地基底部的地脉动加速度功率谱密度曲线；

S5、建立厂房地基的动力学有限元模型，并在动力学有限元模型周边及底部施加固支约束，在底部施加分析得到的地脉动加速度功率谱密度曲线；

S6、开展地基动力学有限元模型的模态分析，并基于模态叠加法开展动力学有限元模型基础随机振动响应分析；

S7、在地基筏板上表面中心及边界选取两个关键节点，根据动力学有限元模型分析结果确定所选取节点的加速度响应功率谱密度。

本发明的有益效果在于：通过本方法对地基筏板地脉动响应的分析评估，在厂房地基与精密装置设计阶段获得可靠的厂房筏板上的地脉动响应，提高精密仪器装置稳定性分析评估的可靠性，有效降低精密仪器的研发风险。

附图说明

图1是本发明精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法的流程示意图；

图2是本发明精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法的岩土样本自由状态模态试验示意图；

图3是本发明精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法的动力学有限元模型的整体模型图；

图4是本发明精密光学装置厂房地基筏板地脉动响应的分析方法的动力学有限元模型的A部放大模型图。

具体实施方式