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光学载荷钢丝绳减震器的结构设计与分析

李浩 徐钰蕾 谭淞年 程艳萍

李浩, 徐钰蕾, 谭淞年, 程艳萍. 光学载荷钢丝绳减震器的结构设计与分析[J]. 红外技术, 2023, 45(3): 298-302.
引用本文: 李浩, 徐钰蕾, 谭淞年, 程艳萍. 光学载荷钢丝绳减震器的结构设计与分析[J]. 红外技术, 2023, 45(3): 298-302.
LI Hao, XU Yulei, TAN Songnian, CHENG Yanping. Structural Design and Analysis of Optical Load for Wire-Rope Shock Absorber[J]. Infrared Technology , 2023, 45(3): 298-302.
Citation: LI Hao, XU Yulei, TAN Songnian, CHENG Yanping. Structural Design and Analysis of Optical Load for Wire-Rope Shock Absorber[J]. Infrared Technology , 2023, 45(3): 298-302.

光学载荷钢丝绳减震器的结构设计与分析

基金项目: 

面向XX的光电系统设计与仿真 E22481SZLZ00

详细信息
    作者简介:

    李浩(1994-),男,研究实习员,主要研究方向为航空光电系统设计及分析。E-mail:17614376198@163.com

  • 中图分类号: TN216

Structural Design and Analysis of Optical Load for Wire-Rope Shock Absorber

  • 摘要: 为了减小振动对大负载光学载荷在飞行过程中相机成像质量的影响,设计了一种新型向心结构的减震器。针对传统减振器的不足,提出了向心结构的设计方案,可以很好地将力进行解耦,通过在升降板上沿圆环均布的方式排列安装,有效避免了光学载荷内部发生碰撞。为了检验向心结构的减振效果,通过拉伸试验与有限元分析相结合的方式对光学载荷验证。结果表明,在120 kg负载下,整体结构最大变形为3 mm,最大应力为34.3 MPa,实际振型频率为9.81 Hz,均满足设计要求。
  • 图  1  单自由度系统钢丝绳减震器的结构简化模型

    Figure  1.  Simplified structural model of single-degree-of-freedom system wire rope shock absorber

    图  2  传统的钢丝绳减震器

    Figure  2.  Traditional wireline shock absorbers

    图  3  钢丝绳减震器的结构模型

    Figure  3.  Structural model of wire rope shock absorber

    图  4  不同钢丝绳直径的力与位移曲线

    Figure  4.  Force versus displacement curves for different rope diameters

    图  5  光学负载减震系统

    Figure  5.  Optical load damping system

    图  6  减震器的均布排列

    Figure  6.  Uniform arrangement of shock absorbers

    图  7  减震器系统的有限元模型

    Figure  7.  Finite element model of shock absorber system

    图  8  带负载的静力学分析结果

    Figure  8.  Static analysis results with load

    图  9  带负载的前六阶模态云图

    Figure  9.  First six order modal cloud diagrams with load

    表  1  不同钢丝绳的直径的刚度系数

    Table  1.   Stiffness coefficient of different wire rope diameters

    Kx Ky Kz
    6 mm 206.2 184.6 952.7
    5 mm 123.7 119.9 399.8
    4 mm 60.1 58.8 185.6
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    表  2  材料参数

    Table  2.   Material parameters

    Materials Elastic modulus/GPa Poisson's ratio Density/(kg/m3)
    Aluminium alloy 71 0.33 2770
    Stainless steel 193 0.31 7750
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    表  3  带负载结构的模态分析结果

    Table  3.   Modal analysis results of loaded structures

    Modal order Natural
    frequency/Hz
    Mode description
    1 4.25 Rotate around X axis
    2 4.25 Second order bending in the XZ plane
    3 9.81 Stretch along the Z axis
    4 35.35 First order bending in XZ plane
    5 37.37 Stretch along Y axis
    6 37.38 Stretch along the X axis
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-15
  • 修回日期:  2022-11-30
  • 刊出日期:  2023-03-20

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