陀螺仪是惯导系统的核心部件,是集机、电、磁为一体的复杂精密仪器,其工作精度和可靠性直接影响着导弹的命中精度和运载火箭、卫星以及其它空天飞行器的定位、定向及姿态精度。随着我国航天技术和国防事业的日益发展,现代军事技术对新型号陀螺不仅要求具有更高的精度,而且要求具有系统小型化、轻量化,研制周期短、定型快以及适应大过载、大冲击等恶劣力学环境条件,提高三浮陀螺仪的工作可靠性是当前惯性技术领域中的重要课题。在目前新型结构材料还未取得突破性进展的情况下,对陀螺结构进行动力学分析及优化设计便显得愈加重要。　　 本文以研究某型号三浮陀螺仪的动态特性为目的,对该陀螺仪整机进行了动力学分析研究。主要工作如下:　　 (1)首先从动压气浮轴承工作原理入手,分析了外部载荷影响动压气浮轴承可靠性的机理,得出马达安装孔处的动态响应对马达正常运转的影响。　　 (2)对陀螺仪进行了简化处理,建立了整机的几何模型。通过实验和计算的方法分别得到磁悬浮刚度和浮子组件的阻尼系数,建立波纹管、磁悬浮、浮液的有限元模型,并较好地处理了三浮陀螺仪动力学分析的边界条件。　　 (3)对该陀螺仪主要部件——框架的模态分析,并通过模态实验验证了框架有限元模型的正确性和计算结果的可靠性。　　 (4)利用有限元软件对三浮陀螺仪整机进行了动力学分析,计算结果表明陀螺仪整机的基频为1859Hz,且在设定的各种载荷条件下动态响应较小,结构设计满足要求。　　 (5)对三浮陀螺仪进行力学环境实验,测得实验前后陀螺仪漂移系数的变化量不大,说明该陀螺仪可以工作在该力学环境中,验证了有限元计算结果的正确性。　　 (6)结构改进建议。三浮陀螺仪输出轴刚度相对较小,通过增大陀螺仪轴向刚度,使陀螺仪整机基频提高到2000Hz以上。　　 本课题研究的成功开展,得到了该型号三浮陀螺仪的动态特性,不仅对后续型号三浮陀螺仪的改进有理论指导意义,也为进行多场耦合分析及设计提供了参考。惯性导航系统