本文關(guān)鍵詞：光纖陀螺溫度場仿真分析與陀螺外罩結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：通過對Shupe誤差數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,確定了引起Shupe誤差、導(dǎo)致陀螺零偏誤差大的原因之一是閉環(huán)光纖陀螺光纖環(huán)溫度場時空分布不均。利用Ansys Workbench與Icepark軟件建立了閉環(huán)光纖陀螺敏感單元有限元熱模型,并對該模型進(jìn)行了瞬態(tài)與穩(wěn)態(tài)溫度場的仿真分析,得出通過改進(jìn)陀螺外罩設(shè)計可以使光纖環(huán)溫度場分布更加均勻,有助于減小Shupe誤差引入的零偏誤差。結(jié)合仿真結(jié)果,進(jìn)一步對陀螺外罩的幾種熱設(shè)計方案進(jìn)行了熱仿真分析與定量化設(shè)計,確定了陀螺外罩的最優(yōu)設(shè)計方案:當(dāng)內(nèi)層采用厚度為0.8mm的軟磁合金材料作為隔熱層,外層采用厚度為1.5mm硬鋁材料作為均熱層時,光纖環(huán)的溫度時空變化率最小。通過對優(yōu)化方案進(jìn)行實驗驗證,使光纖環(huán)在降溫過程中溫度變化減小了1.8℃,使其最高最低點溫度差減小了0.68℃。
【作者單位】： 中國航空工業(yè)西安飛行自動控制研究所;
【關(guān)鍵詞】： 光纖陀螺 溫度場 仿真 ANSYS 結(jié)構(gòu)
【基金】：航空預(yù)研項目
【分類號】：TN253
【正文快照】： 引言光纖陀螺是一種基于Sagnac效應(yīng)的全固態(tài)慣性測量儀表,由于構(gòu)成光纖陀螺的核心部件光纖環(huán)對溫度極為敏感,當(dāng)沿著光纖存在一個隨時空變化的溫度分布梯度時,光纖陀螺會產(chǎn)生熱致非互易相位差,即所謂的Shupe效應(yīng)[1],因此在導(dǎo)航級光纖陀螺使用過程中,機(jī)箱內(nèi)部復(fù)雜多變的溫度場導(dǎo)

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