半球谐振子疲劳寿命分析与仿真

作     者：宋丽君 周蕾 段杰 孙湘钰 李绍良 路明慧 SONGLijun;ZHOULei;DUANJie;SUNXiangyu;LIShaoliang;LUMinghui

作者机构：西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 上海航天控制技术研究所上海201109 

出 版 物：《飞控与探测》 (Flight Control & Detection)

年 卷 期：2021年第4卷第1期

页      面：36-45页

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0704200) 陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JM-488) 

主　　题：半球谐振子 疲劳寿命 熔融石英玻璃 残余应力 应力强度因子 裂纹扩展 

摘      要：半球谐振子的寿命和损伤是直接影响高精度半球谐振陀螺使用时长和安全性的重要因素。目前,国内加工的半球谐振子所用的熔融石英玻璃材料主要依靠进口,采用传统的疲劳寿命实验确定方法成本过于高昂,因此需要利用疲劳分析软件对半球谐振子的疲劳寿命进行分析。文章通过半球谐振陀螺应力分析,采用ANSYS软件对熔融石英半球谐振子进行应力分析仿真,确定因残余应力所引发的疲劳危险部位,并在疲劳部位进行裂纹扩展分析,得到Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型应力强度因子,以在半球谐振子结构设计和使用过程中对易疲劳部位进行有效监控和预防。