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动力调谐陀螺仪挠性接头结构动力分析

案例概括


分析某型号陀螺接头在断电运输条件下结构功能的完好性。参照国军标关于武器系统地面运输环境的规定,重点分析陀螺的动力学特性和在规定运输条件下的应力应变响应,从而判断陀螺在典型运输环境下结构功能性能精度的完好性,同时给出寿命估算。

项目挑战



1.陀螺仪是精密仪器,对精度的要求很高。细颈决定接头的刚度,该部位厚度仅0.035mm,精确模拟非常重要。如何合理离散化?
2.挠性接头是弹性支撑结构,陀螺的惯性主要来源于与接头连接的转子部分。转子如何模拟?
3.结构动力学分析与阻尼关系密切,尤其是随机振动分析对阻尼异常敏感。阻尼如何确定?
4.随机疲劳寿命如何预测?

解决方案



1.模型分割,细颈局部网格细化。
2.绑定接触或者MPC技术实现细化网格区域与粗网格区域的网格装配。
3.转子部分等效为具有同等质量和转动惯量的质量点,和外圈通过刚性梁连接。
4.基于实测随机响应进行阻尼标定,确定合理阻尼值。
5.基于随机振动分析的统计应力值以及统计平均频率,应用Steinberg应力分布三区间法和Miner线性损伤累积定律,确定随机疲劳寿命。

用户价值


1.仿真结果直接用于验证客户产品可靠性。
2.计算结果表明:在给定半正弦波冲击载荷作用下陀螺会产生较大的应力,在X向加速度幅值超过120g时会进入塑性屈服。其它给定载荷工况(线随机、角冲击、角随机)产生应力较小,不会产生塑性和疲劳。
3.计算达到了客户的预期,不久后客户针对加工误差控制有关的参数敏感性和优化分析就同一产品立项并主动找我们进行了咨询计算。