基于溫度場(chǎng)的光纖陀螺環(huán)圈特征參數(shù)研究.pdf

1、光纖陀螺是一種新型慣性器件，具有諸多其他傳統(tǒng)陀螺所不具備的優(yōu)勢(shì)。光纖環(huán)圈是光纖陀螺的核心敏感元件，它質(zhì)量的好壞、性能的高低直接決定著光纖陀螺的精度。目前國(guó)內(nèi)的各個(gè)高校與研究所的科研工作者正逐漸的重視對(duì)光纖環(huán)圈的研究，從光纖環(huán)圈的繞制方式、溫度特性、振動(dòng)特性以及骨架等方面，已取得很大進(jìn)步，但相對(duì)國(guó)外而言仍處于落后狀態(tài)。本文從溫度特性角度著手，針對(duì)光纖環(huán)圈幾何參數(shù)與膠黏劑的物理參數(shù)，對(duì)光纖環(huán)圈模型進(jìn)行有限元分析，對(duì)比分析優(yōu)化光纖環(huán)圈參數(shù)，提

2、高溫度特性。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、介紹了光纖陀螺的基本工作原理和兩種工作方式——開(kāi)環(huán)與閉環(huán)，分析了光纖陀螺中對(duì)溫度敏感的光學(xué)器件的溫度特性，提出光纖環(huán)圈受溫度影響最為顯著，是本文的主要研究對(duì)象。
　　2、建立了光纖環(huán)圈致光纖陀螺輸出誤差的數(shù)學(xué)模型，此模型主要包括兩個(gè)方面:有溫度梯度引起的角速率誤差與熱應(yīng)力引起的角速率誤差。針對(duì)光纖環(huán)圈中膠黏劑的存在在光纖陀螺的工作中因溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)對(duì)光纖本身的

3、熱應(yīng)力產(chǎn)生影響進(jìn)行了定性的分析，膠黏劑對(duì)光纖陀螺的輸出誤差存在一定的影響。為針對(duì)光纖環(huán)圈的有限元分析奠定了理論基礎(chǔ)。
　　3、建立了光纖環(huán)圈的幾何模型與溫度場(chǎng)模型;分析了耦合熱，應(yīng)力耦合場(chǎng)理論，以及瞬態(tài)溫度場(chǎng)與瞬態(tài)應(yīng)力場(chǎng)之間的相互作用與相互影響，并在此分析的基礎(chǔ)上建立了光纖環(huán)圈熱-應(yīng)力耦合場(chǎng)模型，制定了耦合場(chǎng)的有限元求解方法。
　　4、對(duì)在使用與未使用膠黏劑處理的兩種情況下的四極繞法的光纖環(huán)圈模型進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合仿真計(jì)算，驗(yàn)