北京航天時(shí)代光電科技有限公司孫媛團(tuán)隊(duì)在《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》發(fā)表論文《光纖陀螺儀光纖尾纖裝配動(dòng)力學(xué)建模仿真與應(yīng)力計(jì)算方法》。該研究針對(duì)光纖陀螺儀光纖尾纖手工裝配應(yīng)力控制依賴經(jīng)驗(yàn)、一致性難保障的問題，提出基于離散微分幾何理論的動(dòng)力學(xué)建模仿真方法，通過仿真得到裝配過程應(yīng)力分布及最大應(yīng)力變化，為陀螺儀光路低應(yīng)力裝配與路徑規(guī)劃提供了理論支撐。

　　光纖陀螺儀作為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)核心部件，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶等領(lǐng)域，其光路裝配質(zhì)量直接決定設(shè)備性能。其中光纖尾纖的彎曲、扭曲應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗及光波偏振態(tài)變化，嚴(yán)重影響陀螺儀精度，但長(zhǎng)期以來缺乏定量控制裝配應(yīng)力的有效方法，成為行業(yè)技術(shù)痛點(diǎn)。

　　團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地基于離散微分幾何理論，建立包含拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)變形的光纖動(dòng)力學(xué)方程及應(yīng)力計(jì)算方法，同時(shí)提出基于Newmark隱式算法的數(shù)值求解方案，設(shè)計(jì)了光纖與周圍物體的碰撞檢測(cè)與響應(yīng)策略，確保仿真的準(zhǔn)確性與魯棒性。

　　為驗(yàn)證方法有效性，團(tuán)隊(duì)開展了系列仿真測(cè)試：在光纖圓周布設(shè)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，控制端與固定端自由長(zhǎng)度越短，布設(shè)位置越精確;彎扭變形測(cè)試顯示，相同扭轉(zhuǎn)角下，光纖截面半徑越大，彎扭變形程度越顯著。

　　針對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了光纖陀螺儀裝配布局，對(duì)探測(cè)器光纖尾纖盤纖過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。結(jié)果表明，光纖最大切向應(yīng)力遠(yuǎn)大于軸向應(yīng)力，且固定端應(yīng)力顯著高于控制端;盤纖初期應(yīng)力變化較大，后期逐漸穩(wěn)定，切向應(yīng)力最大值出現(xiàn)在初始時(shí)刻，軸向應(yīng)力峰值則出現(xiàn)在盤纖開始1.2秒后。

　　該研究突破了傳統(tǒng)手工裝配依賴經(jīng)驗(yàn)的局限，實(shí)現(xiàn)了光纖裝配應(yīng)力的定量分析與路徑優(yōu)化，為中高精度光纖陀螺儀的裝配質(zhì)量提升提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，對(duì)推動(dòng)光纖陀螺儀制造向數(shù)字化、精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)型具有重要意義。