制导光纤线包是光纤制导导弹的重要组成部分,线包质量对导弹的成功发射至关重要,而线包缠绕工艺决定了其质量。由于目前对于线包缠绕工艺的研究缺乏仿真分析工具,仅能够进行模拟实验研究,但实验研究的环境复杂,成本极高,费时费力。因此在工程实践中,对于制导光纤线包缠绕工艺方面仍存在许多问题亟待研究解决。针对以上问题,本文以设计开发线包缠绕工艺仿真软件,对线包缠绕过程中其内部应力应变进行仿真分析为研究方向,主要研究内容如下:（1）制导光纤线包几何结构的参数化建模及参数优化。通过对线包几何模型进行必要的简化,确定了线包模型各几何参数之间的数学关系,并验证了参数化建模求解结果在允许误差范围内的正确性,为线包缠绕工艺仿真建模奠定了基础。同时,针对线包缠绕层数最少和线包体积最小两个优化目标,分别应用枚举法和遗传算法对线包几何参数进行了优化。由于作为一种近似优化的遗传算法,在搜寻最优解的过程中存在随机性,因而其优化结果的稳定性劣于枚举法。（2）制导光纤的等效材料力学特性建模。基于复合材料力学,分析了制导光纤的材料特性,建立了制导光纤的等效材料力学特性模型,得到了等效材料的力学属性参数,为工艺仿真中建立光纤材料模型奠定了基础。（3）求解光纤线包内部的剩余张力。以弹性力学理论知识为基础,推导了线包内部剩余张力的求解公式,得到了工艺仿真中加载载荷的数值。并对线性锥度缠绕张力制度下的剩余张力进行了求解分析,求解结果表明,在锥度系数k=0时,即恒张力制度下,线包由内到外,光纤上的剩余张力逐渐减小,其整体呈现出了内松外紧的剩余张力分布形式;在锥度系数k≠0时,选取合理的k值,在光纤层上,有利于获得较为均匀的或内紧外松的剩余张力分布形式。（4）设计开发了线包缠绕工艺仿真软件,并进行了线包缠绕工艺仿真。基于对线包几何结构的参数化建模、等效光纤力学特性模型和线包缠绕剩余张力的研究,并以MATLAB和ANSYS软件为基础,设计开发了由线包几何结构参数化建模及参数优化模块、剩余张力求解模块和工艺仿真模块三部分组成的线包缠绕工艺仿真软件。该软件能够完成线包几何结构的参数化设计及结构优化,以及求解线包各光纤层剩余张力并对线包缠绕过程进行力学仿真的工作。这为设计并优化线包几何结构提供了工具,同时剩余张力的求解结果为优化缠绕张力制度提供了依据。最后,应用该软件进行了线包缠绕过程的力学仿真研究,结果表明,在恒张力缠绕制度下:a.光纤线包由内到外,光纤层的等效应力逐层越来越大,最内层光纤上的应力最小。在线包缠绕过程中,已缠绕好的光纤层,其应力会随着光纤缠绕层数的增加而减小;b.光纤线包由内到外,光纤层的径向应力逐层越来越小,而环向应力则越来越大。最内层光纤的径向应力最大,而环向应力最小。在线包缠绕过程中,已缠绕好的光纤层,其径向应力会随着光纤缠绕层的增加而增大,环向应力则会减小;c.光纤线包由内到外,光纤层的径向应变变化很小,而环向应变逐层增大;在线包缠绕过程中,已缠绕好的光纤层的环向应变会随着线包缠绕层的增加而减小。