摘要： 為滿足彈道相機小型化、高剛度和高精度的測量要求，對彈道相機跟蹤架模態(tài)做了有限元分析。文中介紹了該設備的光機結構組成，采用UG軟件對跟蹤架進行了在自由狀態(tài)下和約束狀態(tài)下的模態(tài)進行了有限元分析。分析結果表明：該跟蹤架諧振頻率可以滿足使用要求。

關鍵詞：彈道相機；跟蹤架；有限元分析；諧振頻率

中圖分類號：O315 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

1 引言

彈道相機是集現(xiàn)代光學、精密機械、電子和計算機等最新技術集成的光學測量儀器，在國防領域有著非常好的發(fā)展前途，對彈道相機的技術指標、研制周期、重量和體積提出很高的要求[1-2]，為了滿足上述要求，彈道相機的每一部分必須經過精心設計。

彈道相機光機結構的關鍵部分之一是跟蹤架，它對彈道相機的測量精度起著非常關鍵的作用。本文根據(jù)彈道相機跟蹤架的特點做了有限元分析，分別在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下分析計算了跟蹤架的諧振頻率。

2 跟蹤架組成

跟蹤架是由底座、調平機構、垂直軸系、水平軸系等組成，可實現(xiàn)方位和俯仰的精密角度測量。水平軸系是由轉臺、左右立柱、四通、左軸、右軸、編碼器、力矩電機、手動-機動切換機構和緩沖機構等組成。垂直軸系是由垂直軸、編碼器、力矩電機、調平機構、底座等組成。

3 有限元分析

3.1模態(tài)分析

分別計算在自由狀態(tài)、約束狀態(tài)下跟蹤架前三階模態(tài)。

3.2跟蹤架的有限元模型

根據(jù)工作原理，有限元模型規(guī)模為7，847單元，12，744節(jié)點，單元類型組成情況如表1所示。結構約束對其進行約束模態(tài)分析和靜力變形分析時，需要對模型進行約束處理。約束是通過對基座底部每個凸臺三點進行6自由度全約束實現(xiàn)的。

3.3.1自由模態(tài)分析

對結構進行自由模型分析，前3階結果如表2所示。

圖3（a）自由狀態(tài)1階振型圖圖3（b）自由狀態(tài)2階振型圖圖3（c） 自由狀態(tài)3階振型圖

3.4.2 約束模態(tài)分析

對結構進行約束模態(tài)分析，前3階結果如表3所示。

圖4（a） 約束狀態(tài)1階振型圖圖4（b） 約束狀態(tài)2階振型圖圖4（c） 約束狀態(tài)3階振型圖

3結論

本文介紹了彈道相機的跟蹤架的組成，通過有限元分析計算了跟蹤架在自由狀態(tài)和約束狀態(tài)下的諧振頻率。通過實際應用表明，該跟蹤架可以滿足彈道相機的高精度測量指標要求。

參考文獻：

[1]趙賢森.經緯儀[M].北京：中國計量出版社，2002.

[2]王濤，唐杰，叢俊峰. 基于標準軸承的經緯儀俯仰軸系設計[J].長春理工大學學報，2011，34（3）：39-41..

作者簡介：孟慶華（1963-），男，吉林長春人，工學碩士，研究員，主要從事光譜儀器和光電經緯儀設計和研究。