基于模态分析的单轴旋转惯性导航系统结构优化

针对单轴旋转调制惯性导航系统结构动刚度低的问题,以模态仿真分析为基础对系统结构进行优化改进。基于无质量弹性单元等效滚动轴承的方法,利用经验公式计算轴承等效刚度,并引入转子动力学合理表征系统的旋转行为,利用有限元分析软件ANSYS实现了系统模态的高可信度仿真分析。以提高系统一阶模态频率为设计目标,通过结构性能缺陷识别的方法确定优化方向,对结构薄弱点进行改进设计,将系统结构基频从36 Hz提高到74 Hz。最后,开展模态试验验证。试验结果表明,仿真与试验的符合度优于90%,优化后的系统在0~60 Hz的扫频范围内无明显振动响应。