過載—振動復(fù)合環(huán)境下慣性器件的有限元建模及分析.pdf

1、在彈道導(dǎo)彈的總體命中誤差中,慣性制導(dǎo)工具誤差是最主要的誤差,目前主要是通過地面靜態(tài)標(biāo)定的誤差系數(shù)進(jìn)行補償。由于導(dǎo)彈飛行受到過載一振動復(fù)合動態(tài)環(huán)境的影響,單純依靠靜態(tài)環(huán)境或單一環(huán)境實驗得出的慣性測量誤差模型不能滿足導(dǎo)彈制導(dǎo)精度的要求。為了建立慣性器件在過載-振動復(fù)合環(huán)境下的誤差模型,本文采用有限元分析軟件ANSYS,針對某型導(dǎo)彈系統(tǒng)中的動力調(diào)諧陀螺儀的具體機構(gòu),研究了陀螺儀的結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性;分析了由于陀螺轉(zhuǎn)子和平衡環(huán)的質(zhì)心偏移所造成的陀螺

2、儀漂移誤差。本文主要成果及創(chuàng)新的如下:
　　 (1)建立了動力調(diào)諧陀螺儀的彈性動力學(xué)有限元分析模型,并在此基礎(chǔ)上運用ANSYS軟件分析了不同狀態(tài)下動力調(diào)諧陀螺儀的各階模態(tài)及振動特性(固有頻率和振型)。研究發(fā)現(xiàn),對于高速旋轉(zhuǎn)部件,由于陀螺力矩對其動力學(xué)特性的影響,系統(tǒng)的固有頻率是轉(zhuǎn)速的函數(shù),隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大;陀螺儀在各階振型中均有不同程度和性質(zhì)的變形,從而使陀螺儀產(chǎn)生輸出誤差。
　　 (2)綜合運用結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、諧響應(yīng)和

3、瞬態(tài)動力學(xué)響應(yīng)分析方法,研究了陀螺儀在不同載荷作用下的質(zhì)心偏移,得出了陀螺儀在過載、振動及過載一振動復(fù)合環(huán)境中的結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在過載-振動復(fù)合環(huán)境作用下,陀螺儀的變形位移量除單一環(huán)境變形量的矢量和之外,還存在因自轉(zhuǎn)造成的變形位移,其結(jié)構(gòu)變化可以通過計算過載、振動單一環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變化推導(dǎo)得出,從而為建立陀螺儀的動態(tài)誤差模型奠定了基礎(chǔ)。
　　 (3)基于動力調(diào)諧陀螺儀的運動方程,對陀螺儀平衡環(huán)、轉(zhuǎn)子的質(zhì)心偏移和內(nèi)外撓性軸不