机载电子设备物理设计三要素

纵观海湾战争,机载电子设备在现代化战争中的重要作用是不言而喻的。它是飞机武器系统的重要组成部分,在提高作战飞机攻击命中率与生存能力方面的作用特别显著。机载电子设备要求体积小、重量轻、而且环境条件苛刻,需要解决很多关键技术,而其中的热设计、隔振防冲和电磁兼容性则构成物理设计三要素。     

某机载电子设备的电磁兼容设计

介绍了在某机载电子设备的电磁兼容设计中，如何进行电磁屏蔽、滤波、接地、内部走线等设计，以达到消除可能出现的各种电磁干扰和泄漏，从而使各项测试指标满足电磁兼容性的要求。     

某机载电子设备环境适应性设计与验证

针对某机载电子设备为适应机载环境,通过有限元仿真讨论了电子设备整机的刚度和强度,以得到相关重要性能参数。分析设备所能承受载荷并对其进行了适应性设计和验证。     

基于拓扑优化的某机载显控台轻量化设计

针对某机载显控台的轻量化设计问题,分析该显控台的承载特点,将下台体确定为轻量化设计的具体研究对象。采用结合了宽容分层序列方法的拓扑优化技术,确定了下台体的材料分布形式,基于该拓扑优化结果,利用还原设计方法构建了下台体的参数优化初始模型。在灵敏度分析的帮助下,有效减少了下台体参数优化时设计变量的个数,提高了参数优化效率。优化计算完成后,利用圆整的参数优化结果建立下台体的最终三维模型,该模型的理论质量较依赖经验设计的下台体减少了1.3 kg。轻量化设计后的显控台的随机振动仿真数据和试验结果,均证明该显控台的轻量化设计是成功的。     

机载电子设备的高电位组件封装设计

本文简要地介绍了高功率密度,高安装密度,高电位组件的设计方法;给出了几种不同形状电极的最大场强的计算公式;提出了一些改善电场场强与提高抗击穿能力的措施。     

机载电子设备的防振动抗冲击设计

机载电子设备所处的机械环境比较复杂、恶劣,如何合理地解决好设备的总体布局、整机结构总体设计、机芯及元器件的安装以及隔振、缓冲模块设计等问题,对于提高设备的防振动、抗冲击能力,使其能适应飞机的各种振动、冲击环境起着关键的作用。本文结合具体实践对上述问题进行了阐述。     

基于拓扑优化的某全金属Vivaldi 天线轻量化设计

近年来,天线的轻量化设计受到普遍关注。随着优化理论和仿真技术的快速发展,基于拓扑优化的天线轻量化设计已成为重要的研究方向。文中以某全金属Vivaldi 天线为研究对象,运用拓扑优化基本理论,结合有限元仿真手段,对其天线单元进行了轻量化设计。仿真结果表明：通过轻量化设计,该天线在满足动态特性和辐射特性的前提下,其阵列的总质量下降了近15%,达到了预定要求,说明这是一种行之有效的轻量化设计方法.     

机载电子设备测试系统的结构造型设计

本文以机载电子设备测试系统的研制情况为例,详细论述了测试系统造型设计的全过程,并总结了造型设计的思路与步骤。     

小型化机载电子设备的设计和应用

随着我国航空工业的迅速发展,为了满足导航、火控雷达、数据处理、抗干扰等需求,机载计算机以及机载数据链的推广使用,使得机载电子设备的技术水平得到日益提高。对于已有标准系列要求的地面通信电子设备,其外形大多是扁平式,散热空间较大;设计师往往比较重视面板的造型设计,而对机箱体积、重量考虑较少。但是机载型电子设备都要求其重量轻、体积小、强度高,并能承受各种严酷气候环境条件。另外,由于某些机型提出的特殊要求,使得机箱设计还不能采用成熟的“机载无线电设备规范”（简称ATR）,只能按照现有机型留出的有限位置空间设计小型化的非标设备。文中介绍一种小型化、异形机载设备的结构设计和应用。     

某重型汽车变速箱箱体轻量化设计

本文以国内某重型汽车变速箱箱体为分析对象,应用HyperMesh对其进行四面体网格划分,之后对其进行自由模态和两种工况下的仿真分析,然后应用OptiStruct对其指定空间进行拓扑优化,以达到在一定约束条件下减少重量的目的。拓扑优化后重新对模型进行仿真分析并找出其应力集中和变形较大的区域,之后利用HyperMorph对其相应区域进行自由形状优化以消除应力集中和较大变形,最终使该变速箱箱体在结构、强度、刚度达到最优化,为汽车变速箱箱体轻量化设计探索有效的方法和途径,具有一定的工程实际意义。     

星载电子设备加筋板优化设计

星载电子设备动力学性能对于卫星工作可靠性具有重要意义。本文以某卫星星载电子设备为研究对象,采用拓扑优化与尺寸优化相结合的方法研究了该电子设备机箱加筋板的结构设计。建立了两层实体单元的板结构,以一阶频率最大为目标,通过拓扑优化得到加强筋结构的拓扑分布;之后在拓扑构型基础上,以结构质量最小为目标,一阶频率作为约束条件进行尺寸优化得到加筋板的详细结构。     

某机载设备安装架轻量化设计与分析

机载设备对质量有着极高的要求。文中以有限元分析方法为主要研究手段,开展了某机载电子设备安装架的拓扑优化和结构构型设计,对比分析了该安装架轻量化设计后的质量指标、模态频率及随机振动条件下的应力响应值。经拓扑优化后该安装架质量减轻了21.23%,基频降低了5.66%,安装孔处随机振动最大应力响应值增大了2%,但最大应力值仍低于对应材料的屈服极限,具备足够的强度裕度。分析结果证明了该轻量化设计方法的可行性。     

高效磨削自动化装备重载荷进给单元轻量化设计研究

利用当前常用的有限元分析工具,对大体积质量重的高精度的磨削装备的主体结构的横梁进行拓扑优化设计和仿真分析,实现其轻量化,结果显示该设计不但能实现其轻量化,减少弯曲挠度,还能有效提高其动态性能.     

某星载电子设备结构总体设计

文中介绍了某星载电子设备结构总体设计过程,针对卫星安装平台的特点和相关技术要求,具体阐述了总体结构设计、热设计、抗力学环境设计、电磁兼容性设计、抗空间辐射设计等设计方法和设计思路,从而了解星载电子设备结构设计与一般电子设备结构设计的区别,实现结构设计的“卫星化”。文中结合型号设计的工程经验,在轻量化结构构型、大功率现场可编程门阵列(FPGA)芯片散热、抗空间辐射设计措施等方面做了一定的研究,其设计方法和思路可供同行参考。     

某地面电子设备的热设计

文中结合设备实际,阐述了某地面电子设备的热设计,提出了一种理论分析与软件仿真相结合的设计方法。通过理论分析与计算确定机箱的结构模型,选择合理的散热方式,确定散热布局,并选择风机。文中还详细介绍了利用Icepak软件对该散热方案进行建模、环境参数设置、网格划分和求解等仿真计算的过程,根据仿真结果确认设计的有效性。这种理论计算与软件仿真相结合的设计方法,能明显提高设计效率,是一种有效的设计方法,对电子设备的热设计具有一定的参考价值。     

某机载电子机箱的动力学仿真及参数优化

机载电子设备的动力学性能是产品设计的重点,以某机载电子机箱为研究对象,建立了有限元分析简化模型,分析了机箱的动力学特性,找出设计薄弱环节,基于动力学分析对机箱结构进行了参数优化,优化后,在功率密度函数PSD最大等效应力响应值不增大的前提下,机箱质量减小14.5%,优化效果明显。该研究过程为实际产品设计提供了重要的理论依据。     

机载电子设备总体布局设计探讨

以在役E-3A预警机及EP-3电子侦察机的电子设备布局为例,分析探讨电子设备总体布局方面的技术问题,包括确定机舱外大型电子设备位置需考虑的因素,布置小型天线要注意的问题和机舱内电子设备的布局特点等,提出了机载电子装备研制中,电子设备总体布局方面的建议.     

折叠式MCU航空电子设备通用机箱结构设计

介绍了一种折叠式MCU(可更换标准设备)航空电子设备通用机箱结构设计,对机箱设计标准、设计要求及详细方案,热、振、电磁兼容专题设计与分析,定制开发思路进行了全面阐述.该通用机箱为独立LRU(现场可更换设备),采用折叠开放式总体方案,左右侧门可绕主体框架上的转轴展开.机箱外形及对外机械、电气接口满足HB7390标准的民用飞机电子设备接口要求.其产品和设计方案可供现代军、民用航空电子设备参考或选用.