论文摘要
本文阐述了飞行器仿真设备关键部件的的结构设计方案,包括光学元件的支撑结构、电机支撑结构和运动机构设计。本仿真设备结构设计的瓶颈之处在于其受到非常苛刻的重量限制、尺寸限制以及抗荷载能力要求。在结构设计中,本文介绍了一种基于AutoCAD缩短结构设计计算时间并减小结构设计误差的方法。飞行器仿真设备在运行过程中需要承受高加速度荷载、高强度随机功率谱震动以及高强度红外光辐射。为确保飞行器仿真设备的机械结构的稳定性,本文采用ANSYS有限元分析软件分析了飞行器仿真设备关键部件机械结构在X、Y、Z三个方向的25G加速度荷载作用下的形变和应力分布。同时还分析了飞行器仿真设备底板在Z方向随机震动作用下的形变、固有频率以及谐响应分析。本文也对视场光阑片进行了热-结构多物理场耦合分析,研究了视场光阑片受到光源的红外热辐射后的温度分布以及膨胀形变量。除此之外,本文还推算了ANSYS的分析结果中各节点位移量与光学元件偏心和倾斜量的函数关系,并据此关系利用ANSYS的分析结果在CODE V光学设计软件中分析了在加速度荷载和随机振动作用下机械结构的形变量对光学系统成像像质影响。通过对比不同元件和不同荷载形式对光学系统传递函数以及场曲和畸变的影响,分析了飞行器仿真设备结构设计的优点和不足。