腔体下腔的加速度敏感度有限元分析

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所示的有限元分析模型中,改变参数D,每一种D值条件下,对腔体分别施加相应的重力。由有限元分析获得腔体的形变后,利用旋转坐标系的方法将腔体的整体转动造成的腔镜的倾斜和相对位移扣除掉,进而得到相应方向上的加速度敏感度,如图中实心点所示。计算在腔体上约束这种支撑方式下腔的加速度敏感度时,需将图模型中的氟橡胶条和V形槽去掉,在腔体上原与氟橡胶条接触的3个位置各取一块4 mm Xlmm区域进行固定。在设置约束条件时,需要根据实际情况对这些区域在某些方向的位移进行约束。这些区域在互相垂直的3个方向上的位移都被限制为零。这种支撑方式下,也考察了不同D值时腔在3个正交方向的加速度敏感度,如图中空心圆圈所示。
图是两种支撑方式下X方向的加速度敏感度,除个别点外相差不大。图是两种支撑方式下Y方向的加速度敏感度,虽然量级一致,但是还是有一定的差距。在腔体上约束时,加速度敏感度主要在1x10-10/g左右;而采用软性支撑时,加速度敏感度在-4 x 10-10/g左右,这两种支撑方式下-Y方向的加速度敏感度对D的变化都不是很敏感。图是两种支撑方式下Z方向的加速度敏感度,相差很大。采用软性材料支撑时,加速度敏感度在10-8-10-7/g量级;在腔体上结束时,加速度敏感度在10-11量级。Z方向的加速度敏感度的差异是3个方向中最大的。由这个具体的例子可以看出在腔体上约束的支撑方式与采用软性材料作为支撑的方式,两者得到的加速度敏感度确实可能存在较大的差异。如果实际中腔体的支撑是软性材料,那么为了提高有限元分析结果的可靠性,在建模中就有必要采用软性材料作为支撑。