测试质量锁紧机构的力封闭分析及夹持力优化

测试质量锁紧机构是引力波探测器的重要部件之一,但是基于力封闭理论分析锁紧机构鲜有报道,本文从力封闭的角度对锁紧机构进行分析,为锁紧机构的设计及后续的研究提供理论支持和参考。根据力螺旋理论,建立了顶杆与测试质量的抓持矩阵,采用力封闭原理分析稳定夹持时接触力与测试质量所受外力的关系;通过对夹持质量指标的分析,得到最优的接触点位置,验证锁紧机构的可靠性;将夹持力优化问题转化为求解非线性规划问题,采用MATLAB软件中的fmincon函数对接触力进行优化,得到最优的夹持力,并通过ANSYS Workbench软件进行有限元分析,得到测试质量最大变形量为0.4μm,满足设计要求。