葛帅帅，曾四海，张志刚，石晓辉，黄剑鸣

（重庆理工大学 车辆工程学院，重庆 400054）

控制力矩陀螺（control moment gyro，CMG）通过高速旋转的转子获得一定的角动量，并通过改变角动量的方向对外输出控制力矩，具有力矩放大作用，且具有精度高、不消耗工质的特点，在航天、舰艇、智能交通等方面有广泛的应用［1］。单框架力矩陀螺（single frame moment gyro，SGCMG）作为两轮车的平衡控制核心装置，其转子系统长时间工作在高速旋转环境下，尤其车体常处于变速行驶工况且路面激励复杂，陀螺结构极易发生疲劳损坏，使平衡装置失效。因此，通过对SGCMG进行有限元分析，掌握其受力情况和受力规律是提高车载SGCMG动态性能的重要前提。

目前，控制力矩陀螺多应用于大型人造地球卫星，用来调整卫星和机器人的姿态，其结构强度、转子动力学、振动噪声等一直是研究的热点。魏大忠等［1］针对单框架控制力矩陀螺的长寿命高速转子轴系技术，详细阐述了旋转质量设计、高速转子支承轴承设计和微量润滑系统设计，专门设计并开展了高速转子轴系的多项试验验证。康伟华［2］设计了车载控制力矩陀螺的相关参数，并利用ANSYS软件对高速转子和电机转子进行有限元建模，并进行了各自的静力学和动力学的强度校核。代彦宾等［3］基于转子动力学及谐响应理论，建立高速转子的有限元模型，对影响临界转速的因素：轴承预紧力、安装跨距和辐板倾斜角进行了对比研究。Zhao等［4］利用通用有限元分析软件建立了磁悬浮控制力矩陀螺仪结构的3D有限元模型，描述了MS-CMG结构初始模态分析方案，并提出了一种新的模态分析方案，该方案将MSCMG作为整体进行分析。……