半球谐振陀螺的结构参数对工作模态以及进动系数的影响

摘要

为实现高性能的半球谐振子结构设计,针对半球谐振陀螺的结构参数对其工作模态频率、模态频率位阶以及进动系数的影响做了相关研究.在对陀螺进动系数计算理论的研究基础上,对半球谐振陀螺的进动因子进行了有限元仿真计算;随后,对具有不同结构参数的半球谐振子进行了模态仿真分析,发现在半球谐振子设计过程中,当球壳厚度和支撑柱半径之比小于1/3时,能够将陀螺的工作模态设置于最容易被激发的第1和第2阶模态,由此大大提高了陀螺敏感特性;同时,能够极大拉开工作模态与干扰模态之间的频差,仿真结果中的频差最大拉开了2760.8Hz;最后,仿真结果表明半球谐振陀螺的进动系数因受到结构变化而产生的波动非常小,进动系数的波动维持在0.27～0.28内.