作为高精度的仿真设备,三轴飞行仿真转台具有较高的动态特性的要求.其台体动态特性直接影响到转台动态仿真的可靠程度.转台框架是转台结构中的关键部件,框架的优化设计成为转台整体设计的关键技术之一.为了解决框架低转动惯量与高刚度的矛盾,使框架质量和刚度分布的更合理,对框架提出基于动态特性的优化设计是十分必要的.该文阐述了国内外转台的发展过程和研究现状,概述了有限元动力学分析、参数灵敏度分析和结构优化设计的基础理论.以三轴飞行模拟转台外框架为研究对象,采用有限元法对转台外框架进行了动态特性计算分析,并提出了使外框架各方向低阶振动固有频率接近一致的设计方法,其目的是使框架在满足动态指标的前提下,获得更合理的框架结构,使质量和刚度的分布更合理,从而优化框架的结构.通过对不同外型和截面形状的框架的动态特性的比较,选择合理的转角过渡形式和截面形状.针对O型框架的特点,进一步完善了框架变截面的优化设计,初步选择设计变量,通过对设计变量进行灵敏度分析,精简设计变量的个数.在此基础上,以外框架的转动惯量作为目标函数,以精简后的设计变量的取值范围和低阶固有频率为约束条件,用可行方向法寻优对其进行结构优化设计.该文采用了ANSYS中的APDL(参数化设计语言)将参数化建模、动力学分析和优化设计有机结合起来,编制了用于复杂结构的优化设计程序,实现了全自动的优化设计过程.优化结果表明,外框架的转动惯量与初始设计方案相比有明显的下降,各方向的低阶固有频率比较一致,取得了令人满意的效果.该文所应用的优化方法具有一般性,可以应用于其它具有动态特性指标要求的机电设备的优化设计.