随着光电探测技术在各个应用领域的推广,其逐渐被应用到高过载环境对目标实施探测,这对光电探测系统结构中的光机结构设计提出了新要求。为此,论文研究了光机结构参数对光学系统抗冲击性能的影响,旨在为高过载应用环境下光机结构参数的最优化设计提供理论基础。论文引入有限元计算研究强冲击条件下光机结构的受力和形变的全场演化过程,推导了光学系统受力与结构演变数学模型的有限元形式。将SolidWorks实体建模与ANSYS有限元相结合,以直径35mm的透镜为对象,通过数值计算得到了10000g冲击过载条件下不同安装结构的光学透镜不同部位的应变和应力分布云图,分析了透镜材料、垫圈厚度和预紧力等因素对光学镜片所受应力和形变的影响规律。通过引入应力、形变最小准则,并结合材料屈服强度极限,判定光机系统的过载能力极限,结果表明:在材料屈服强度极限内,增加镜片安装的预紧力和垫圈厚度有助于提高系统的抗过载能力,在论文算例中最佳预紧力为9800N。为了实现光机结构抗过载最佳设计,引入了正交试验方法,分析了各因素对透镜最大形变、应力值影响的主次顺序、影响趋势和影响比例,选择抗强冲击最佳安装结构参数。此外,论文对直径35mm的透镜实物安装结构进行冲击实验,验证了垫圈厚度为1.0mm、预紧力为9800N时,K9玻璃的透镜可以承受10000g的过载冲击。论文研究为强冲击环境中光学系统的受力和结构演变特性分析提供了一种有效途径,对于强冲击环境下光机系统结构参数的优化设计有一定参考价值。