压电加速度传感器具有频带宽, 结构简单, 耐高温性能好等特点, 在复杂机械应力和高温应力环境下应用广泛, 是航空发动机健康监测、爆炸冲击监测等应用下必不可缺的器件。对于压电加速度传感器的设计和研究, 常使用有限元仿真法来分析其固有频率、响应及在此基础上的各种机械应力、温度应力下的状态。从压电加速度传感器的原理、结构和有限元仿真的基本流程出发, 调研了压电加速度传感器有限元仿真中的主要问题。按照不同结构类型总结了建立几何模型时的结构简化方法, 分析了螺栓预紧力的主要仿真方法; 区分部分仿真和整体仿真, 总结了固有频率的仿真方法; 按照不同激励, 讨论了不同应力的仿真实现方法。

为了满足光学平台在低温下（－213℃）的光学设计稳定性要求，本文设计了一种温度补偿结构，基于材料热膨胀系数随温度变化的原理对该结构进行了理论计算和实验验证。该结构通过控制螺栓的预紧力保证连接件可靠，并使殷钢板在低温下处于自由伸缩状态；并利用在低温下因瓦合金变形极小补偿不锈钢变形带来的误差。其光学系统的在低温下的指标RMS≤?/10，?＝632.8 nm。理论表明，在低温下因瓦合金的最大变形量为0.24884mm，不锈钢的最大变形量为2.910mm；实验结果表明：在常温和低温下用干涉仪测得的光学系统的面形精度分别为RMS＝?/13、RMS＝?/12，?＝632.8 nm。在低温下能较好满足光学设计稳定性要求。