紅外成像儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與有限元分析.pdf

1、紅外成像儀是一種應(yīng)用于空間環(huán)境的精密光學(xué)儀器，主要功能是獲取地面和高低空運(yùn)動(dòng)物體的影像。它可以在短時(shí)間內(nèi)獲得寬正面，大縱深的圖像信息。特別是在夜間偵察和辨別散發(fā)熱流體的運(yùn)動(dòng)物體，有著CCD相機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，它的研制對(duì)增強(qiáng)我國(guó)的國(guó)防實(shí)力有重要意義。
　　由于所搭載的衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)紅外成像儀質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸有嚴(yán)格的限制，紅外成像儀必須做到結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧可靠。考慮到發(fā)射過(guò)程中系統(tǒng)又必須經(jīng)歷嚴(yán)酷力學(xué)環(huán)境，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要做到高剛度，高強(qiáng)度，低質(zhì)量。

2、本文依據(jù)光學(xué)系統(tǒng)所要求的技術(shù)指標(biāo)和環(huán)境要求，設(shè)計(jì)了兩套總體方案。在每套方案中都詳細(xì)闡明了其中5大關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)思想和實(shí)施要點(diǎn)。綜合比較了兩套方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇轉(zhuǎn)折鏡筒方案作為實(shí)施方案。
　　應(yīng)用三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件UG對(duì)整機(jī)進(jìn)行了精確造型，模裝，得到了紅外成像儀的質(zhì)量、質(zhì)心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。針對(duì)紅外成像儀的三維模型進(jìn)行了干涉檢查，修改了設(shè)計(jì)中的不合理之處。在紅外成像儀的三維模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了靜

3、力學(xué)分析。模擬發(fā)射環(huán)境，對(duì)模型進(jìn)行了15g過(guò)載分析，得出了靜力作用下結(jié)構(gòu)中的最大變形和最大應(yīng)力，驗(yàn)證了系統(tǒng)的剛度和強(qiáng)度。
　　對(duì)鏡筒結(jié)構(gòu)和整機(jī)都進(jìn)行了模態(tài)分析，得出了系統(tǒng)的固有頻率和振型，不僅驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的可靠性，還為改善成像儀的動(dòng)態(tài)特性提供了依據(jù)。為了模擬發(fā)射中正弦振動(dòng)，對(duì)鏡筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，得出了相應(yīng)的位移和速度曲線?？紤]到光路系統(tǒng)的高穩(wěn)定性要求，為了進(jìn)一步減小鏡筒結(jié)構(gòu)的變形，在鏡筒支承位置設(shè)置了彈性阻尼層，在仿真分析中獲