机载光电平台U形支架振动分析与结构优化.pdfVIP

第46卷第8期制造业自动化Vol.46No.8

2024年8月ManufacturingAutomationAug.2024

DOI:10.3969/j.issn.1009-0134.2024.08.022

机载光电平台U形支架振动分析与结构优化

VibrationAnalysisandStructureOptimizationofU-shapedSupportforAirbornePhotoelectric

Platform

*

高云凯，胡晓兵，毛业兵，陈海军

*

GAOYun-kai，HUXiao-bing，MAOYe-bing，CHENHai-jun

（四川大学机械工程学院，四川成都610065）

摘要：由于机载光电平台所处环境振动较大且载机承重能力有限，所以有必要对光电平台的结构进行优

化，提升其抗振性能的同时去除其冗余质量。为此，基于模态叠加随机振动分析的结果，采用Box-

Behnken试验设计方法探究了U形支架侧壁壁厚、侧壁筋宽、侧壁筋高对U形支架质量、第一阶固有频率

以及随机振动分析最大变形的综合影响，获得了给定条件下的最优解，使得U形支架的质量降低了8.1%，

随机振动分析最大变形降低了12.9%，第一阶固有频率略有增加，实现了结构的减重及抗振优化，同时也

提高了优化设计的效率，为机载光电平台其他零部件的优化提供了参考。

关键词：机载U形支架；随机振动；试验设计；结构优化

中图分类号：V241.02文献标志码：A文章编号：1009-0134（2024）08-0155-06

0引言螺旋桨振动激励条件下平台的应力、位移，验证

［5］

了结构具有良好的动态性能。此外，王平等基于

机载光电平台是一种重要的航空侦察设备，

有限元分析，通过结构尺寸优化减轻了机载平台

具有时效性高，机动性好的特点，其主要功能是

外框架的质量，提高了其固有频率，但增加了静

获取较高质量的图像信息，可为高空侦察提供有

［1］力学变形量。

力支撑。U形支架是机载光电平台的主体构件，

综上所述，目前尚缺乏针对机载光电平台抗

其上安装有俯仰轴系，起着重要的支撑作用。一

振性能的结构优化。针对机载光电平台中的U形

方面，由于载机的空间资源、载重能力有限，因

支架，基于ANSYSWorkbench进行振动仿真分析，

此在设计机载光电平台的时候，就要求在保证其

并采用Design-Expert进行Box-Behnken试验设计，

功能的前提下尽可能的优化结构以减轻重量。另

以U形支架侧壁厚度、侧壁筋宽、侧壁筋高为设

一方面，由于气流波动、发动机高速运转、载