【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤陀螺仪设计，具体地涉及一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法。
技术介绍
1、陀螺仪是一种用来检测载体运动角速率的传感器，是伺服控制及导航领域中的关键器件。常见的陀螺仪按照原理分为激光陀螺仪、光纤陀螺仪、微机电陀螺仪、谐振陀螺仪和机械陀螺仪。光纤陀螺仪基于光纤线圈的sagnc效应，即沿闭合光路相向传播的光波返回到起始点干涉后，干涉信号的相位差正比于闭合光路的输入角速率。
2、光纤陀螺仪由结构部分、光路部分和电路板组成，其中光路部分的光纤环和光纤环骨架是机械强度设计中的薄弱环节。光纤环和光纤环骨架设计不佳的话，会引起光纤陀螺仪在振动、冲击过程中零位大或零偏稳定性差。
3、而现有的光纤陀螺仪机械强度设计属于拼凑设计，且大部分零部件设计参数的确定均为依照经验的定性设计，如何评估所设计的光纤陀螺仪的机械强度，确保光纤陀螺仪设计的正确性是值得研究的事情。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，以对光纤陀螺仪设计的正确性进行评估，以指导光纤陀螺仪的设计、装配和生产。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术第一方面提供一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，所述光纤陀螺仪包括光纤环骨架和光纤环，包括以下步骤：
4、获取待评估陀螺仪的三维模型并对所述三维模型进行有限元网格设计，所述三维模型为以待评估的陀螺仪运动轴系建立的三维模型；
5、对所述
6、对比所述待评估陀螺仪的结构薄弱点对应的应力与其材质所能承受的最大应力；
7、对所述待评估陀螺仪进行应变分析，得到待评估陀螺仪的应变量；
8、对比所述待评估陀螺仪的应变量与设计需求的应变量；
9、响应于所述待评估陀螺仪的结构薄弱点对应的应力小于等于其材质所能承受的最大应力且所述待评估陀螺仪的应变量小于等于设计需求的应变量，判定待评估陀螺仪的机械强度满足设计要求。
10、在一种可能的设计中，所述对所述三维模型进行有限元网格设计之后还包括：
11、同时采用单元质量、纵横比和雅克比偏斜方法检查网格划分。
12、在一种可能的设计中，对所述运动轴系进行模态分析并对所述运动轴系进行随机振动分析、冲击分析中的至少一个分析，包括：
13、对所述运动轴系进行模态分析，判断所述运动轴系设计是否合理；
14、响应于所述运动轴系设计合理，对所述运动轴系进行随机振动分析和/或冲击分析，确定待评估陀螺仪的结构薄弱点
15、在一种可能的设计中，所述对所述运动轴系进行模态分析，判断所述运动轴系设计是否合理，包括：
16、对所述运动轴系进行模态分析，得到运动轴系前六阶的约束模态频率；
17、计算所述运动轴系前六阶的约束模态频率与应用环境的振动频率的差值以判断运动轴系设计合理性。
18、在一种可能的设计中，所述计算所述运动轴系前六阶的约束模态频率与应用环境的振动频率的差值以判断运动轴系设计合理性，包括：
19、计算所述运动轴系前六阶的约束模态频率与应用环境的振动频率的差值；
20、响应于所述差值大于预设频率阈值，判定运动轴系设计合理；
21、响应于所述差值小于等于所述预设频率阈值，判定运动轴系设计不合理。
22、在一种可能的设计中，所述对所述运动轴系进行随机振动分析和/或冲击分析，确定待评估陀螺仪的结构薄弱点和该结构薄弱点对应的应力大小，包括：
23、对运动轴系进行功率谱密度为0.04g2/hz，20hz至2000hz的随机振动分析，确定待评估陀螺仪的结构薄弱点，和/或，
24、对运动轴系进行峰值加速度为100g，持续时间11ms的冲击分析，确定待评估陀螺仪的结构薄弱点。
25、在一种可能的设计中，所述获取待评估陀螺仪的三维模型并对所述三维模型进行有限元网格设计包括：
26、获取待评估陀螺仪的三维模型；
27、将所述三维模型导入力学仿真软件中，所述力学仿真软件包括模态分析单元、随机振动分析单元、冲击分析单元和几何建模单元；
28、在所述几何建模单元中对所述三维模型进行网格设计和边界条件约束。
29、在一种可能的设计中，响应于所述待评估陀螺仪的结构薄弱点对应的应力大于其材质所能承受的最大应力和/或者所述待评估陀螺仪的应变量大于设计需求的应变量，生成陀螺仪的零部件优化参数。
30、本专利技术与现有技术相比，至少具有以下优点和有益效果：
31、采用本专利技术的方法可实现对光纤陀螺仪设计的正确性进行评估，以指导光纤陀螺仪的设计、装配和生产。
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1.一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，所述光纤陀螺仪包括光纤环骨架和光纤环，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行有限元网格设计之后还包括：
3.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，对所述运动轴系进行模态分析并对所述运动轴系进行随机振动分析、冲击分析中的至少一个分析，包括：
4.根据权利要求3所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述对所述运动轴系进行模态分析，判断所述运动轴系设计是否合理，包括：对所述运动轴系进行模态分析，得到运动轴系前六阶的约束模态频率；
5.根据权利要求4所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述计算所述运动轴系前六阶的约束模态频率与应用环境的振动频率的差值以判断运动轴系设计合理性，包括：
6.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述对所述运动轴系进行随机振动分析和/或冲击分析，确定待评估陀螺仪的结构薄弱点和该结构薄弱点对应的应力大
7.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述获取待评估陀螺仪的三维模型并对所述三维模型进行有限元网格设计包括：获取待评估陀螺仪的三维模型；
8.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，所述光纤陀螺仪包括光纤环骨架和光纤环，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述对所述三维模型进行有限元网格设计之后还包括：
3.根据权利要求1所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，对所述运动轴系进行模态分析并对所述运动轴系进行随机振动分析、冲击分析中的至少一个分析，包括：
4.根据权利要求3所述的一种光纤陀螺仪的机械强度评估方法，其特征在于，所述对所述运动轴系进行模态分析，判断所述运动轴系设计是否合理，包括：对所述运动轴系进行模态分析，得到运动轴系前六阶的约束模态频率；
【专利技术属性】
技术研发人员：孟骁，刘佳康，张超，陈爽，
申请(专利权)人：陕西华燕航空仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：
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