红外成像仪是一种应用于空间环境的精密光学仪器,主要功能是获取地面和高低空运动物体的影像。它可以在短时间内获得宽正面,大纵深的图像信息。特别是在夜间侦察和辨别散发热流体的运动物体,有着CCD相机无法比拟的优势,它的研制对增强我国的国防实力有重要意义。由于所搭载的卫星平台对红外成像仪质量和结构尺寸有严格的限制,红外成像仪必须做到结构紧凑,轻巧可靠。考虑到发射过程中系统又必须经历严酷力学环境,结构设计要做到高刚度,高强度,低质量。本文依据光学系统所要求的技术指标和环境要求,设计了两套总体方案。在每套方案中都详细阐明了其中5大关键部件的设计思想和实施要点。综合比较了两套方案的优缺点,最后选择转折镜筒方案作为实施方案。应用三维结构设计软件UG对整机进行了精确造型,模装,得到了红外成像仪的质量、质心和转动惯量等重要的结构参数。针对红外成像仪的三维模型进行了干涉检查,修改了设计中的不合理之处。在红外成像仪的三维模型基础上,应用有限元分析软件ANSYS进行了静力学分析。模拟发射环境,对模型进行了15g过载分析,得出了静力作用下结构中的最大变形和最大应力,验证了系统的刚度和强度。对镜筒结构和整机都进行了模态分析,得出了系统的固有频率和振型,不仅验证了结构的可靠性,还为改善成像仪的动态特性提供了依据。为了模拟发射中正弦振动,对镜筒结构进行了谐响应分析,得出了相应的位移和速度曲线。考虑到光路系统的高稳定性要求,为了进一步减小镜筒结构的变形,在镜筒支承位置设置了弹性阻尼层,在仿真分析中获得了很好的减振效果。最后对整机结构进行了热力学分析,分析了热源和热膨胀对结构系统的影响,为热控方案的实施提供了理论依据。