[发明专利]周视观察镜设备结构减振优化设计方法

说明书

本发明公开一种周视观察镜设备结构减振优化设计方法，步骤为：1）、获取观察镜设备材料参数与工况参数，分析计算观察镜光轴两端点允许的最大相对偏移角度；2）、运用三维建模软件建立周视观察镜三维模型，导入有限元仿真分析软件，生成几何模型；3）、建立有限元仿真分析模型；4）、读取应力最大值部位的应力值与坐标以及观察镜光轴两端点的位移值与坐标；5）、针对有限元分析模型，在设备安装面边界条件上设置不同的阻尼系数；重复步骤4；6）、重复步骤3～5；在光轴偏转角度不超过允许值的条件下，将应力最大值最接近材料屈服强度时的阻尼系数与观察镜设备本体结构模型作为周视观察镜设备最优减振设计方案。

技术领域

本发明属于车载探测器设备设计技术领域，具体地说涉及一种在极端工况下的周视观察镜设备结构减振优化设计方法。

背景技术

车载探测器如周视观察镜设备的探测工况恶劣，振动条件复杂，冲击多，其探测精度、结构可靠性受工况因素影响大。针对周视观察镜设备所主要面临的振动、冲击问题，传统的方法主要采用增强结构的刚性保证结构刚性化、安装减振器以减少振动和冲击对设备的危害、采用粘弹性阻尼减振材料进行减振等方式来消除振动、冲击对车载探测器的危害。

目前，国外先进视观察镜设备较为广泛地使用了各类减振设计和主被动减振技术来保证探测器的高性能工作指标。国内的视观察镜设备通过测绘仿制和自主研发，具备了基本的侦测功能。但在视观察镜设备性能的保障方面，特别是应用在车载探测器上的周视观察镜设备的结构调频减振技术上的研究还很少。

当前我国周视观察镜设备产品抗振技术研究主要采用结构强度校核方法进行设计，以样件试验进行考核，通过反复的设计→试验→设计循环来实现产品抗振性能的达标。优化设计方向不明确，导致新产品研制周期漫长。同时，由于缺乏先进抗振分析技术的应用，造成产品抗振性能虽然合格，但安全裕度不合理，以至于我国周视观察镜设备的探测范围和精度等关键指标上落后于国外先进水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在极端工况下的周视观察镜设备结构减振优化设计方法，在于通过有限元抗振性能分析技术的应用，在设计阶段实现探测器设备的动态性能预测，减少设计人员以往基于经验而非科学原理设计产品的盲目性，降低样件试验考核成本，明显缩短研制周期。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种周视观察镜设备结构减振优化设计方法，该减振优化设计方法的步骤为：

1）、获取观察镜设备材料参数与工况参数，分析计算观察镜光轴两端点允许的最大相对偏移角度；

2）、运用三维建模软件建立周视观察镜三维模型，并将三维模型导入有限元仿真分析软件，生成相应的几何模型；

3）、建立有限元仿真分析模型，先进行结构模态分析，提取观察镜前30阶固有频率；模拟观察镜设备在振动、冲击工况下的动态响应；

4）、读取观察镜设备有限元分析结果应力最大值部位的应力值与坐标以及观察镜光轴两端点的位移值与坐标；

5）、针对观察镜设备有限元分析模型，在设备安装面边界条件上设置不同的阻尼系数；重复步骤4，进行不同阻尼系数条件下的振动、冲击工况动态响应仿真分析；

6）、根据有限元仿真分析结果，将应力最大值与材料屈服强度作对比；由光轴两端点位移与坐标值计算两端点的相对偏移角度，并与许用最大偏转角度作对比；

7）、应力最大值低于屈服强度时，按1mm间隔逐渐降低观察镜本体结构三维模型中的箱体壁厚，并在位移最大部位相应设置加强筋；

8）、将修改后的观察镜三维模型导入有限元软件，重复步骤3～5；在光轴偏转角度不超过允许值的条件下，将应力最大值最接近材料屈服强度时的阻尼系数与观察镜设备本体结构模型作为周视观察镜设备最优减振设计方案。