基于模态分析的三轴一体光纤陀螺仪轻量化设计

作     者：章博 宋凝芳 潘雄 

作者机构：北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191 

基　　金：航空科学基金资助项目(2011ZC51032) 

出 版 物：《北京工业大学学报》 (Journal of Beijing University of Technology)

年 卷 期：2014年第40卷第11期

页      码：1603-1608页

摘      要：针对某型光纤陀螺仪的轻量化要求,以构建框架式本体结构为基础,采取三轴一体和光路复用方案,通过器件的小型化和陀螺电路的多路集成实现了小型化三轴一体陀螺仪的设计.利用模态仿真讨论了框架式本体的壁厚尺寸、陀螺敏感环的接口尺寸和安装方式以及不同本体材料对光纤陀螺仪装配体模态的影响.分析表明:在进行三轴一体光纤陀螺仪的轻量化设计时,采用框架式的本体结构可充分利用其空间几何构型对整体刚度的贡献,有利于陀螺仪装配体一阶模态的提高,而陀螺敏感环在本体结构上的安装方式较本体壁厚尺寸对陀螺仪装配体模态的影响更为显著.同时对框架式本体的壁厚及敏感环安装尺寸进行优化后,光纤陀螺仪装配体的一阶模态提高了226 Hz.将镁铝合金应用于三轴一体陀螺仪并不具有振动模态上的优势,而采用铍铝合金加工陀螺仪本体,陀螺仪装配体的一阶模态可提高59%,质量可降低74 g,无论是实现陀螺仪的轻量化设计还是对提高整体一阶模态都有明显优势.

主 题 词：光纤陀螺 轻量化设计 模态分析 铍铝 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

馆 藏 号：203843913...