大型机柜振动工装仿真优化设计及试验验证

针对大型机柜振动试验时振动条件的准确施加比较困难,振动试验时因工装共振会导致样品的破坏等问题,采用有限元方法对大型机柜振动工装进行了模态分析并进行优化设计.根据仿真优化结果,加工生产出工装,对工装进行1～60 Hz正弦扫频试验验证,扫频试验结果表明大型机柜振动工装的固有频率大于扫频试验频率上限,满足振动试验要求,该优化设计方法对大型设备振动试验工装的设计具有一定指导意义.     

某大型振动试验工装研究

机载雷达振动试验是机载雷达研制过程中不可缺少的过程之一,而振动工装设计的合理性决定了振动试验的真实性和可靠性。传统工装设计忽略了振动正交耦合的影响,使雷达天线单元处于过试验状态,严重时会毁坏雷达天线单元。文中通过有限元仿真和试验分析了某机载雷达天线单元振动工装的振动特性。结果表明,该振动试验工装的固有频率和振动传递率均满足设计和试验要求,但正交耦合现象较为明显。最后对该工装提出了设计改进措施,可为今后类似振动工装的设计和研究提供有益的参考。     

某雷达天线的结构设计与振动条件分解

雷达天线结构设计中,天线中的模块均根据整机振动条件进行设计,造成模块振动条件与真实工作状态的振动条件差别较大,甚至出现单独试验时正常的模块在随天线一起试验时发生损毁的现象.文中论述了某机载雷达天线的结构设计方案,在结构设计中将天线振动条件进行分解,得到天线中各模块的振动响应条件,为各模块的结构设计提供设计依据.同时将天线结构与功能一体化设计,实现天线轻型化设计的同时增加了天线负载的刚度贡献.最后,通过力学仿真和热仿真验证了该设计方案的可行性并通过了试验验证.     

某大型雷达天线俯仰机构的设计

为了解决大型制导雷达机动性和提高作战能力的需求,使雷达主机和天线同为一车.在工作状态时使车顶平置天线仰起61°,因此提出了对天线俯仰机构的设计.该雷达天线俯仰机构具有受环境条件限制很小,运动状态平稳,精度高,运转过程中能够实现可靠自锁,安全性高,可靠性高等特点.该雷达天线俯仰机构已在产品应用中获得验证,可以满足大型制导雷达的的机动性等作战能力要求.     

大型内燃机连杆测试专用夹具设计

为考核内燃机连杆在工作过程中的安全可靠性,需对其进行包括加载、疲劳在内的一系列测试试验.文中简要介绍了一组大型内燃机连杆测试的专用工装夹具,其结构简单,制作方便,并且用有限元软件Abaqus校核了该组合夹具各工况下的强度,最终用于试验,达到预期效果,其可行性和安全性也得到验证.文中的研究思路对同类设计具有借鉴的意义.     

某复合材料星载天线反射面抗力学环境设计与验证

针对某复合材料星载天线反射面,开展抗力学环境适应性设计、仿真分析与试验验证工作。依据天线反射面的功能需求,对天线反射面的结构形式、复合材料铺层等进行了详细的设计。分别从有限元仿真分析和振动环境试验两个方面对该天线阵面的抗力学环境适应性要求进行了验证,验证结果显示该天线反射面各项指标均达到了设计要求,并且顺利通过了鉴定级振动试验。仿真分析和试验吻合良好,天线结构设计合理。     

一种背腔天线的机电一体优化设计

为解决某背腔天线结构的振动安全性问题，采用力学仿真和试验的方法对其进行了研究。首先，根据电气数模及项目的要求对天线进行详细结构设计，在满足电气指标、质量和外形尺寸等要求的情况下对天线结构进行强度仿真，结果显示电缆内导体在与立柱交汇处的强度不足，振动时容易断裂；然后，改变天线的馈电方式，并进行电磁仿真，在满足电气指标的情况下，再次对模型进行结构优化设计，校核天线的结构强度，使其满足振动条件的要求；最后，通过振动试验及实测驻波验证了机电一体优化设计的可行性。文中的研究思路和方法可为该类天线的设计提供参考。     

基于国产FPGA的天线指向机构伺服控制器的设计

以天线指向机构为研究对象,采用两相混合式步进电机作为其驱动机构,设计基于国产FPGA的伺服控制器.以细分SPWM技术为基础,设计基于插值的PID控制算法进行位置闭环控制来提高步进电机的指向精度和保证步进电机的平滑指向,在Simulink中对此算法进行仿真分析.进行热循环试验和EMC试验来验证国产FPGA在空间环境中的可靠性.试验表明,该伺服控制器的指向精度达到0.1°,满足空间环境可靠性的要求.     

可视动态设计法在振动机械设计中的应用

为保证振动机械具有良好的结构性能和较高的工作可靠性,需要对其进行动态设计.本文将可视化技术应用到动态设计中,形成一种新的动态设计法,即可视动态设计法,该方法通过对计算机上的虚拟模型进行动态仿真试验,来实现对振动机械的设计.文中用实例对该方法加以验证,得出有价值结论.实践证明,在振动机械设计中应用可视动态设计法,可缩短设计周期,降低设计成本.     

某机载雷达平板裂缝天线结构改进设计

为满足振动环境要求,采用改进功分腔体结构、优化连接设计等方法提高了天线的抗振性。对天线结构强度和刚度进行了有限元分析,初步验证了天线的结构性能。改进后的天线通过了相关试验验证,达到了改进设计的目的。设计中采用的方法可以应用于同类产品的结构设计。     

空间可展薄膜阵列天线构型设计与验证

面向空间天线大型化、轻量化需求,设计了杆膜一体卷曲展开薄膜阵列天线可展结构,实现了我国首个薄膜阵列天线在轨验证。首先,采用瑞利-里兹法建立了考虑张力作用的薄膜天线一阶弯、扭、摆振动频率近似解析模型,推导了薄膜天线框架结构的一阶扭转振动频率近似解,指导了薄膜天线结构动力学特性的快速分析与参数设计,相比于非线性有限元法,具有高效便捷的特点。其次,研究了薄膜天线主梁截面半径、框架长宽比、张力大小等特性参数对天线振动频率的影响,给出了结构参数的优选范围,通过仿真和试验方法验证了参数设计的合理性。最后,介绍了薄膜天线在轨展开验证情况,试验表明在卫星姿态机动扰动下天线结构保持稳定,验证了结构设计的可行性。     

机载控制盒后罩强度试验设计及验证方法

针对航空机载设备振动环境的特殊要求,以控制盒类产品后罩为例提出了一种基于试验的验证方法,设计可靠性强化试验和耐久性振动试验结合的方法来验证产品的结构强度裕度以及抗疲劳破坏能力。     

某星载天线配电器结构设计与仿真分析

星载天线配电器是卫星对载荷母线的分配与控制单元,天线配电器开关机控制与放电控制的可靠性对雷达系统设备的可靠运行非常关键.为了实现配电器小型化设计,减少内部大量布线,优化结构与电路布局,文中根据星载天线配电器电路设计及使用的特点,提出了新型的设计方案,改变了常规的设计理念,采用多层叠加组合方式完成配电器的设计,不仅比初始方案减小21%的体积,解决了内部走线困难的问题,而且也方便了配电器的装配、调试与维护,可以实现单层单元的备件互换,提高产品的可靠性.利用ANSYS软件对新型结构设计方案进行了力学与热学仿真分析,优化结构设计,分析结果满足星载环境要求,并在振动及温度循环试验中得到了验证.     

大型二维多折展开平面天线机构设计及动力学特性分析

随着空间对地观测范围和观测精度要求的不断提升,对大型平面可展开天线机构的需求越来越迫切.本文提出了一种全新的空间大型二维多折展开相控阵天线机构,对其进行了构型优选、结构设计及动力学特性分析.首先,建立了综合评价指标,优选出综合性能最优的天线整体构型方案.其次,对天线机构各部件进行了详细的结构设计,进行样机的研制与展开原理实验验证.最后,建立了天线机构的有限元模型,通过仿真得出了天线机构展开态前5阶振动频率及其对应的振型,并以系统频率变形比作为优化目标对各杆件截面参数进行优化.本文所设计的二维多折展开平面天线机构折展比达到17.6,提高了传统平面天线机构的折叠比;分子振动基频达到1.3339 Hz,实现了大型平面天线机构的高刚度支撑,为我国大型平面相控阵天线机构的研制提供了可行方案.     

固体发动机静力试验工装的参数化建模研究

为了解决固体火箭发动机静力试验工装虚拟装配时由于重复建模导致的设计周期长、效率低等问题,对建模软件二次开发,实现工装的参数化建模方法。该方法利用Visual Basic语言,在编程平台Visual Studio上设计相关应用程序来实现。最后以静力试验中部分常用的工装构件和整体试验结构为例,验证设计的可行性。最终结果表明该方法可以方便快捷的修改、重建模型。     

雷达天线装配测试一体化工装的研制与应用

工装在雷达天线装配中起到承载天线阵面、保证装配精度的作用。天线暗室测试也需要工装来调整天线与测试场之间的相对位置。文中针对某型雷达天线的装配和测试任务,设计了一体化工装,利用Creo软件进行CAD建模,通过ANSYS WorkBench软件对关键结构件的刚强度进行校核。仿真分析和检验结果满足设计要求。研制的装配测试一体化工装的实际应用结果满足任务要求,可以提高装配效率,保证产品精度,满足测试要求,为后续同类工装的研制提供了借鉴。     

细长偏心舱体振动试验夹具设计分析与验证

振动试验是考核航空航天产品可靠性与环境适应性的重要手段。针对某大型细长偏心舱体的振动试验,介绍了振动试验的二自由度系统理论模型,然后采用配重法设计了其振动试验夹具,并通过有限元软件ABAQUS分析了夹具在自由状态和连接试验件状态的模态参数和随机振动响应。结果表明,该夹具自由状态的1阶固有频率为198.6 Hz,连接试验件状态的1阶固有频率为202.1 Hz,最大放大因子为1.6,连接点加速度的最大偏差为31.4%,上述指标均符合振动试验夹具设计要求。最后用该夹具对细长偏心舱体进行了随机振动试验,试验控制平稳,偏差在容差范围内,验证了夹具设计的合理性。     

某机载雷达天线振动试验夹具设计

为了合理地设计符合振动环境试验要求的夹具 ,根据某机载雷达振动试验条件及有关振动环境试验夹具设计规范 ,对该天线中块振动试验夹具进行了结构动力特性设计。振动试验表明 :夹具的动态特性满足了振动环境试验夹具设计的要求。天线环境振动试验时 ,加速度谱密度值的控制误差明显小于± 3d B,完全符合有关振动环境试验规范的要求。因此 ,该夹具设计是成功的。     

TPMS发射模块的强度可靠性设计

利用有限元分析软件对轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)的发射模块进行了强度可靠性设计.具体包括材料选择、产品成型分析、结构强度分析与优化3个方面,再借助振动、冲击和疲劳破坏试验来验证产品的强度可靠性.文中所采用的强度可靠性设计方法也不失为同类产品的一般性设计方法.     

星载双反射面偏置天线可展开双轴指向机构设计

为实现双反射面偏置天线在航天系统中的应用,提出一种基于连杆连接的双反射面偏置天线可展开双轴指向机构设计方案,并研制出原理样机、完成相关试验验证。本文首先针对双反射面偏置天线的特点以及航天系统的特殊要求,分析和对比传统天线指向机构不同构型的特点,完成了双反射面偏置天线指向机构的构型设计;其次通过有限元方法对指向机构进行动力学分析并针对双轴连杆、锁紧释放装置等关键部件进行理论分析与结构优化;最终根据设计方案完成了指向机构原理样机的研制并进行振动试验与振动试验后双轴夹角精度的测量。试验结果表明压紧状态下指向机构一阶基频达到103 Hz,振动试验后双轴夹角精度为21″,满足指向机构设计要求,结构设计合理可行。