机械工程学报

作者：马传震, 刘赫男, 陈明君, 程健, 田金川, 周子涵

单位：1. 哈尔滨工业大学机电工程学院 哈尔滨 150001;2. 中国船舶航海保障技术实验室 天津 300131

关键词：半球谐振子,几何参量,热弹性阻尼,高性能制造；

基金：国家重点研发计划(2022YFB3403600)和中国船舶航海保障技术实验室开放基金(2022010101)资助项目。

半球谐振子作为半球谐振陀螺仪的核心器件，其加工质量直接影响谐振子的性能参数，进而影响半球谐振陀螺仪的工作精度和使用寿命，因此非常有必要对半球谐振子的性能与其几何参量的映射关系进行研究。本研究以直径为30 mm的熔石英半球谐振子为研究对象，分析其能量损耗的形式、机理，针对谐振子几何参量对其热弹性阻尼的影响进行研究，建立半球谐振子热弹性阻尼能量损耗模型，分析谐振子结构参数、加工误差、表面质量对其能量损耗的影响规律，探究不同几何参量变化对能量损耗的敏感性，结果表明谐振子壳体结构和过渡圆角参数对其热弹性阻尼影响较大，加工误差导致的壁厚不均匀高于半径不均匀对其热弹性阻尼的影响；壳体半径由10 mm增至15 mm，QTED减小幅度为61%，亚表面损伤层厚度从0增至100 μm，QTED减小至其原值的7.5%，研究结果可为半球谐振子专用机床误差分配设计及其高性能制造研究提供参考。

来源：2024年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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