一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，该方法基于线性迭代寻优的方法，针对弹性元件几何结构尺寸进行寻优化设计，使弹性元件的几何尺寸满足承载能力和高稳定化的工作特性，同时，针对弹性元件的结构进行组合式迭代寻优，通过弹性元件的差异化结构尺寸组合实现了更高的稳定性工作区间。本发明专利技术提出的一种面向高稳定性微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，基于对产品的有限元参数化建模分析，针对结构进行关键几何尺寸提取，进行可行域内的搜索达到对结构优化的目的，摆脱了对经验的依赖，节约了设计时间，取得了设计最佳值。

【技术实现步骤摘要】
一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法
本专利技术属于结构优化设计
，具体涉及一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法。
技术介绍
机械摆式加速度计是惯性导航系统的敏感器件，已被广泛应用于航天、航空、航海等领域，其性能直接决定了惯性导航和制导系统精度。微小锁紧机构是机械摆式加速度计的核心部件，其锁紧载荷可靠性直接影响着摆式加速度计的零偏长期稳定性，已成为制约惯性导航系统精度提升的关键技术瓶颈之一。机械摆式加速度计的微小锁紧机构主要由压紧结构、弹簧元件、上下极板和中心螺栓组成，通过施加连接载荷将加速度计中具有一定物理参数转换特性的零组件组装到一起，并保证摆组件的装配位置和力学状态。由于弹簧元件结构刚度较弱，承载了微小锁紧机构系统的绝大部分变形，因此，弹簧元件的机械物理特性直接决定着锁紧机构连接载荷的水平和稳定性，从而影响加速度计摆组件的安装状态和零偏误差。由此可见，如何合理设计弹簧元件结构形式，使其机械物理特性满足连接载荷的长期稳定性是提升机械摆式加速度计服役性能的关键所在。目前，微小锁紧机构弹簧元件的设计往往依赖经验手册，通过大量试验试错获得满足要求的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，其特征在于，该方法基于线性迭代寻优的方法，针对弹性元件几何结构尺寸进行寻优化设计，使弹性元件的几何尺寸满足承载能力和高稳定化的工作特性，同时，针对弹性元件的结构进行组合式迭代寻优，通过弹性元件的差异化结构尺寸组合实现了更高的稳定性工作区间。

【技术特征摘要】
1.一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，其特征在于，该方法基于线性迭代寻优的方法，针对弹性元件几何结构尺寸进行寻优化设计，使弹性元件的几何尺寸满足承载能力和高稳定化的工作特性，同时，针对弹性元件的结构进行组合式迭代寻优，通过弹性元件的差异化结构尺寸组合实现了更高的稳定性工作区间。2.根据权利要求1所述的一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：1)针对含弹性元件的装配系统进行有限元建模分析，得到系统刚度特性；2)在步骤1)的基础上，判断装配系统简化方案，根据一般情况下，装配系统的变形相对较小，因此将装配系统的刚度分析简化为弹性元件变形的分析；3)针对步骤2)简化方案后的弹性元件参数化建模，分析其各个几何尺寸对加载过程的变形影响程度；4)在步骤3)的分析过程中，在弹性元件几何尺寸的可行域内，进行线性搜索寻优；并在对单个弹性元件寻优后，对组合结构对比，选择承载能力和稳定性最优的结果。3.根据权利要求2所述的一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，其特征在于，步骤1)中，对于包含弹性元件的装配系统，进行刚度分析，分析弹性元件在装配系统变形过程中，弹性元件发挥的作用。4.根据权利要求2所述的一种面向高稳定性的微小锁紧机构弹性元件优化设计方法，其特征在于，步骤4)的具体实现方法如下：步骤1：建立关于单个弹性元件相互独立的几何尺寸，同时，给出目标轴向力F0和刚度稳定值K0：X＝(x1,x2,x3,x4,…,xn)T其中，X-由独立的结合尺寸建立的向量变量；模型的力值提取通过ANSYS软件提取F＝F(X,S)，刚度计算模型约束条件：|Fi-F0|≤ε1，|Ki-K0|≤ε2；其中，S-针对...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱林波，张培源，孙斌，洪军，邱志惠，张早校，
申请(专利权)人：西安交通大学，中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61