高性能微陀螺是无人作战平台、精确制导弹药等新型武器装备所迫切需求的核心传感器之一。熔融石英微半球谐振陀螺是当前最具性能潜力的微振动式陀螺,继承了传统高性能半球陀螺的优势设计思路,并兼具微陀螺体积小、功耗低、成本低的优点。较之传统半球陀螺壳体结构,由于微半球谐振陀螺的核心部件微壳体结构体积显著减小,其几何误差影响更加凸显,产生频率裂解并制约陀螺性能提升。本文以高温吹制工艺中的各类非理想因素为主要研究对象,基于数值方法分析各非理想因素对微壳体结构几何误差的影响规律,并根据实验结果进行了验证和讨论。全文主要内容如下:1.微壳体结构几何误差对微半球谐振陀螺性能的影响。建立了微壳体结构的几何参数模型,并基于有限元仿真研究了结构几何参数的第4阶谐波对频率裂解的影响。证明了半径的第4阶谐波对频率裂解影响最大。2.建立高温喷灯吹制工艺的数值仿真模型。根据高温喷灯吹制工艺特点,基于粘性流体的流体动力学控制方程,建立了高温吹制工艺中熔融石英软化变形的数值仿真模型,并在此基础上提出了通过傅里叶级数展开对仿真结果进行谐波分析的研究方法。3.微壳体结构几何误差生成机理分析。对非理想热量场分布、熔融石英圆片厚度非均匀性、石墨模具的几何误差等工艺中的非理想因素进行了分析。研究发现基于旋转平台的高温吹制工艺,热量场的非均匀性可以被较好的抑制;对微壳体结构几何误差产生影响最主要因素是熔融石英圆片品质,包括面型平整度、参数均匀性等;以及石墨模具的几何加工精度影响微壳体底部几何精度。4.高温吹制工艺优化方案的研究与对比实验。主要提出了基于将低阶谐波转化为高阶谐波的分段式吹制方案,以及在石墨模具侧壁添加圆角的模具几何结构优化方案。采用分段式吹制方案后微壳体结构样品底部半径的第4阶谐波得到改善,初步验证了方案的有效性。模具添加圆角方案没有展现出对微壳体结构样品底部圆度的明显改善,这是因为石墨模具是通过高精度车床加工,其圆度可以被控制到微米级精度,此时影响微壳体结构精度的主要因素是熔融石英圆片的品质。