基于有限元的陀螺加速稳定试验剖面及变化模型研究

bb20920d · 发表于 2022-4-28 14:06:27

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动力调谐陀螺仪(Dynamically Tuned Gyro，缩写陀螺)作为一种重要的惯性器件，在航空航天、交通运输等众多领域有着广泛的应用前景。但对于新生产的陀螺性能参数并不稳定，不符合精度要求，不能直接装配到惯性导航统中，同时随着对导航精度和长期稳定性要求的逐渐增高，陀螺在长期贮存过程中其性能参数会随时间变化产生漂移，使得陀螺存在着长期稳定性差、标定周期短等题目，严重影响了武器系统的使用维护性及效能的发挥。本论文针对动力调谐陀螺，首先对其参数变化机理及原因进行分析，然后分别对陀螺加速稳定剖面试验仿真剖面和加速变化模型进行研究，确定消除陀螺内部残余应力的最优加速稳定剖面，并在保证陀螺参数变化机理一致的条件下建立了陀螺参数变化加速变化模型。论文研究工作主要包括以下内容：（1）对动力调谐陀螺参数变化机理及原因进行了分析。确定了陀螺参数变化原因、参数变化机理、参数变化机理模型以及机理优先级，并进行归纳分析，得到影响陀螺参数变化的主机理及对应应力特征；（2）研究陀螺加速稳定剖面试验仿真方案。针对陀螺在生产过程当中内部存在的残余应力这一固有现象，以高加速应力试验理论与技术为基础，通过有限元建模仿真方法确定陀螺参数加速稳定剖面，使得陀螺内部残余应力能够最大量得到消除，同时也使惯导系统在交付使用之前能够快速进入稳定状态，为参数快速稳定提供理论方法和支撑；（3）研究陀螺性能参数加速变化模型。针对贮存条件下动力调谐陀螺，研究陀螺性能参数满足加速性的条件下，在机理一致性范围内，通过理论推导与仿真相结合的方法推导陀螺参数加速变化理论模型，并与陀螺长期贮存历史数据进行对比检验，综合得到陀螺参数加速变化模型。为后续陀螺加速验证试验设计和惯性导航系统正常应力参数长期稳定性评估奠定基础。

基于有限元的陀螺加速稳定试验剖面及变化模型研究

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