球形空心铍转子是静电陀螺仪(ESG)的核心元件,它的品质优劣在很大程度上决定着静电陀螺仪长时间自主导航精度的高低。其中,最重要的品质之一是转子高速旋转时保持良好的工作形态—圆球形。因为,转子工作形态精度决定着静电支承干扰力矩的大小,而静电支承干扰力矩的大小又决定着转子长时间工作时的稳定性好坏(一般用漂移率评价稳定性),所以改善转子的工作形态表现,是进一步提高静电陀螺仪长时间自主导航精度的关键技术之一。因此,全面地、系统地、深入地开展球形空心铍转子的形态研究,全面了解和掌握球形空心铍转子不同状态下的形态特征,提出改善转子工作形态表现的措施是研究的主要目地。此外,在此基础上寻求转子具有高工作形态精度的最优设计方法乃是研究的主要目标。基于以上研究目的和目标,开展的主要研究内容如下:球形空心铍转子非工作形态的解析分析;球形空心铍转子工作形态的解析分析;球形空心铍转子非工作形态的有限元分析;球形空心铍转子工作形态的有限元分析;长球形空心铍转子的提出与形态的解析和数值综合;长球形空心铍转子的参数优化设计。根据以上研究内容,空心铍转子形态研究可实现以下几方面的进展:对已有研究成果从方法和内容上做出系统地归纳、充实和完善;对空心非球形铍转子建模方法给出明确定义—变形-等效载荷法;以我国静电陀螺仪正样机球形空心铍转子为例,对不同状态下的形态特征做出更为全面地阐述;利用误差(变形)独立作用与合成原理,提出球形空心铍转子工作形态误差补偿方法;利用转子形态误差独立作用和合成原理构建具有良好工作形态空心铍转子—长球形空心铍转子的设计方法;以转子形态误差极小化为目标,对长球形空心铍转子进行参数优化设计。通过对球形空心铍转子形态研究,得出转子在不同状态下的形态特征,为长球形空心铍转子形态设计与加工提供了依据,也为进一步提高静电陀螺仪的精度奠定了基础。