一种高稳定性的支撑架.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113819353A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202110857752.X(51)Int.Cl.(22)申请日2021.07.28F16M11/04(2006.01)F16M11/12(2006.01)(71)申请人中国科学院高能物理研究所F16M11/22(2006.01)地址100049北京市石景山区玉泉路19号F16M7/00(2006.01)乙F16M9/00(2006.01)申请人中国电子工程设计院有限公司(72)发明人王安鑫麻惠洲王梓豪岳军会随艳峰曹建社魏书军叶强徐韬光何俊赵颖汪林杜垚垚祝德充赵敬霞刘智邢云林(74)专利代理机构北京君尚知识产权代理有限公司11200代理人司立彬权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种高稳定性的支撑架(57)摘要本发明公开了一种高稳定性的支撑架，包括主支撑体和调节支撑架；其中，调节支撑架安装于主支撑体的顶部。本发明从热稳定性和振动稳定性两方面出发，支撑架采用低线膨胀系数的超因瓦合金制作来提高热稳定性；采用多组竖直方向自下而上壁厚依次递减的矩形钢和筋板结构来降低支撑架的质心高度、提高支撑架的刚性，从而提升振动稳定性。本发明采用ANSYS软件对支撑架进行模态分析和拓扑优化，得到了最佳的纯刚度支撑架结构，并制作样机；通过锤击法和压电加速度计、振动传感器测量和验证了支撑架的本征频率和振幅放大比例。CN113819353ACN113819353A权利要求书1/1页1.一种高稳定性的支撑架，其特征在于，包括主支撑体和调节支撑架；其中，所述调节支撑架连接于所述主支撑体的顶部；所述主支撑体包括多组竖直方向自下而上壁厚依次递减的矩形钢，相邻矩形钢通过筋板连接。2.如权利要求1所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述筋板沿竖直方向自下而上壁厚依次递减。3.如权利要求2所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述主支撑体包括四组矩形钢，自下而上的壁厚分别为5mm、4mm、3mm和2mm；所述筋板沿竖直方向自下而上壁厚依次为5mm、4mm、3mm和2mm。4.如权利要求1或2或3所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，各组矩形钢的外壁尺寸相同。5.如权利要求1或2或3所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述调节支撑架包括水平调节动板，所述水平调节动板上设有四个螺纹支撑柱，每一所述螺纹支撑柱上设有一高程调节螺杆。6.如权利要求5所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述水平调节动板的相互垂直侧面分别设有内六角推杆，用于调整所述调节支撑架的水平位置和绕高程方向旋转。7.如权利要求5所述的超高稳定性的支撑架，其特征在于，所述高程调节螺杆的顶端设有两组球形垫片，用于连接固定束流位置探测器；其中每组球形垫片包括一凸球形垫片和一凹球形垫片。8.如权利要求1或2或3所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述主支撑体、调节支撑架的材料为超因瓦材料。9.如权利要求1所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述高稳定性的支撑架的一阶本征频率超过50Hz、主支撑体的二阶本征频率超过100Hz。10.如权利要求9所述的高稳定性的支撑架，其特征在于，所述一阶本征频率为72.2Hz，所述二阶本征频率为150.6Hz。2CN113819353A说明书1/4页一种高稳定性的支撑架技术领域[0001]本发明主要涉及高能物理领域，尤其涉及一种用于束流位置探测器的高稳定性支撑架。背景技术[0002]束流轨道稳定性是现代同步辐射光源关键性能指标之一，它直接影响加速器性能以及实验线站同步光的质量和稳定性。束流位置探测器(BeamPositionMonitor，BPM)作为束流位置和轨道测量的仪器，要求机械稳定性达到100nm。[0003]常用的高稳定性支撑架主要有主动隔振支撑架、被动隔振支撑架和纯刚度支撑架几种形式。同步辐射光源的空间位置紧张，束流中心距离地面为1200mm，因此支撑架的高度需超过1200mm，束流纵向长度尺寸不应超过100mm，束流横向尺寸不应超过500mm。主动隔振支撑架虽然可以实现支撑架的稳定性，但是其补偿结构往往结构复杂，占用空间较大，而且价格昂贵；被动隔振支撑架采用弹性阻尼结构将两端的振动进行隔绝，但存在本征频率低，容易出现共振现象。纯刚度支撑架本身具有较大本征频率，振动通过时基本不受影响，结合光源环境的设备空间限制、束流轨道稳定性要求和基建地面振动水平总体良好(主要集中在低频部分)的实际情况，能够更好地实现设计要求。但传统的纯刚度支撑架本征频率较低，不能满足束流位置探测器应用时的机械稳定性要求。[0004]环境中的噪声振动(～100nm)和周边加速器设备产生的振动传递，以及实验环境中随机温度变化(±0.1℃)导致结构的温度