微小型位标器结构设计与特殊环境适应性研究

发布时间：2017-07-28 22:09

  本文关键词：微小型位标器结构设计与特殊环境适应性研究

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【摘要】：武器装备小型化已成为现代武器发展趋势之一,微小型导弹技术也受到越来越多国家的关注。微小型导弹适用于多平台、多场合,具有诸多优点,它将成为未来战场上的重要攻击武器。红外成像制导技术利用目标与背景之间的热辐射差,形成目标和周围背景的图像,是一种具有较强抗干扰能力的制导方法,已成为制导技术一个重要的发展方向。本文根据微小型位标器的技术指标,对其红外成像系统和随动平台进行了研究：首先对位标器系统进行分析并划分,然后对整个系统结构布局。根据选择的光学器件和硬件系统芯片进行了电路的设计和成像系统软件的开发。通过对比稳像方案的特点选定了导弹陀螺稳像方案,并确定了传动形式、选择了电位计和陀螺。在设计了光学成像系统的机械结构和随动平台的传动轴系之后,系统的机械结构基本完成。又根据技术指标并结合加工工艺、装配工艺及动平衡对结构进行了优化设计,完成系统的三维模型。为了验证位标器在特殊环境下的力学性能和稳定性,在ANSYS Workbench中对位标器进行了模拟研究：首先对重要零部件进行了静力学分析；然后根据工作温度环境,对结构进行了极限温度下的热力分析；最后根据随机振动和冲击条件,对位标器模型进行了模态分析、随机振动响应分析和瞬态动力学分析。通过分析结果,表明该位标器能满足特殊环境适应性要求。最后,完成了位标器系统各个零部件加工制造、安装和调试,并进行了相关实验。
【关键词】：红外成像 位标器 结构设计 有限元分析
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ760.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-13
• 1.1 引言7
• 1.2 项目来源和研究意义7-8
• 1.3 微小型导弹研究现状8-10
• 1.4 红外成像制导研究现状及其发展趋势10-12
• 1.5 本文主要研究内容12-13
• 2 系统功能构成与分析13-26
• 2.1 技术指标及系统划分13-14
• 2.2 光学成像系统14-22
• 2.2.1 红外镜头的选择14-16
• 2.2.2 红外探测器的选择16-18
• 2.2.3 信号处理硬件系统18-21
• 2.2.4 成像系统软件开发21-22
• 2.3 随动平台稳像方案及其重要器件的选择22-25
• 2.3.1 传动形式的选择23-24
• 2.3.2 电位计的选择24
• 2.3.3 陀螺的选择24-25
• 2.4 小结25-26
• 3 机械结构设计26-47
• 3.1 导引头的结构形式26-28
• 3.2 导引头对位标器结构的要求28
• 3.3 光学成像系统结构设计28-29
• 3.4 随动平台结构设计29-35
• 3.4.1 随动平台的结构设计要求30
• 3.4.2 随动平台传动轴系设计30-33
• 3.4.3 随动平台具体结构设计33-35
• 3.5 结合其他并行设计的结构优化35-44
• 3.5.1 结合加工工艺的结构优化36-38
• 3.5.2 结合装配工艺的结构优化38-40
• 3.5.3 结合动平衡的结构优化40-44
• 3.5.3.1 配平机构的结构设计40-41
• 3.5.3.2 重心检测仪的设计41-42
• 3.5.3.3 结构优化42-44
• 3.6 力矩电机的选择44-46
• 3.7 小结46-47
• 4 位标器系统的有限元分析47-69
• 4.1 结构静力学分析48-51
• 4.1.1 静力学理论48-49
• 4.1.2 重要零部件在稳态载荷下的结构静力学分析49-51
• 4.2 稳态热应力分析51-55
• 4.2.1 热应力理论51-53
• 4.2.2 极限温度下的稳态热应力分析53-55
• 4.3 随机振动响应分析55-65
• 4.3.1 基本理论及其求解方法56-58
• 4.3.2 位标器的模态分析58-59
• 4.3.3 功率谱密度59-61
• 4.3.4 位标器的随机振动响应分析61-65
• 4.4 瞬态动力学分析65-68
• 4.4.1 半正弦冲击响应计算方法65-66
• 4.4.2 位标器结构的瞬态动力学分析66-68
• 4.5 小结68-69
• 5 测试实验69-73
• 5.1 红外成像实验69-70
• 5.2 随机振动实验70-72
• 5.3 小结72-73
• 6 总结与展望73-75
• 6.1 论文总结73
• 6.2 论文创新点73
• 6.3 有待进一步解决的问题73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录79

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本文编号：586259