孙媛团队在《计算机集成制造系统》发表光纤陀螺仪光纤尾纤装配动力学论文

　　北京航天时代光电科技有限公司孙媛团队在《计算机集成制造系统》发表论文《光纤陀螺仪光纤尾纤装配动力学建模仿真与应力计算方法》。该研究针对光纤陀螺仪光纤尾纤手工装配应力控制依赖经验、一致性难保障的问题，提出基于离散微分几何理论的动力学建模仿真方法，通过仿真得到装配过程应力分布及最大应力变化，为陀螺仪光路低应力装配与路径规划提供了理论支撑。

　　光纤陀螺仪作为惯性导航系统核心部件，广泛应用于航空航天、船舶等领域，其光路装配质量直接决定设备性能。其中光纤尾纤的弯曲、扭曲应力会导致损耗及光波偏振态变化，严重影响陀螺仪精度，但长期以来缺乏定量控制装配应力的有效方法，成为行业技术痛点。

　　团队创新性地基于离散微分几何理论，建立包含拉伸、弯曲和扭转变形的光纤动力学方程及应力计算方法，同时提出基于Newmark隐式算法的数值求解方案，设计了光纤与周围物体的碰撞检测与响应策略，确保仿真的准确性与鲁棒性。

　　为验证方法有效性，团队开展了系列仿真测试：在光纤圆周布设测试中发现，控制端与固定端自由长度越短，布设位置越精确;弯扭变形测试显示，相同扭转角下，光纤截面半径越大，弯扭变形程度越显著。

　　针对实际应用场景，团队设计了光纤陀螺仪装配布局，对探测器光纤尾纤盘纤过程进行动力学仿真。结果表明，光纤最大切向应力远大于轴向应力，且固定端应力显著高于控制端;盘纤初期应力变化较大，后期逐渐稳定，切向应力最大值出现在初始时刻，轴向应力峰值则出现在盘纤开始1.2秒后。

　　该研究突破了传统手工装配依赖经验的局限，实现了光纤装配应力的定量分析与路径优化，为中高精度光纤陀螺仪的装配质量提升提供了关键技术支撑，对推动光纤陀螺仪制造向数字化、精准化转型具有重要意义。