红外探测器杜瓦组件的悬臂梁结构优化设计方法

在大量级振动应用场景中,红外探测器杜瓦组件的悬臂梁结构容易遭到破坏。设计了一种非接触式螺旋弹簧支撑环结构。在杜瓦外壳与冷指之间,通过非接触的方式大幅减小传统加强方案所增加的杜瓦漏热,并将振动能量转换成弹性势能,降低大量级振动对冷头的应力影响。经过Ansys软件模拟分析和优化后,铂铱丝的最大变形量为1.7 mm,比常规结构下降了57.5%;最大应力为307 MPa,下降了52%。试验结果表明,优化后的平均漏热仅增加了1%,同时具有显著提高的抗振性能。采用常规结构的组件在15 grms耐久随机振动后会出现铂铱丝断裂现象,而优化后的组件则能够承受15 grms耐久随机振动和17.6 grms短时大量级随机振动,并在17.6 grms随机振动过程中保持探测器焦温稳定,且其正常运行不受影响。