组件的模态分析和随机振动分析

论述了用ANSYS有限元分析软件对组件进行模态分析和随机振动分析的方法。通过模态分析确定了部件的振动特性即固有频率和振型,它是其他动力分析如频谱分析的起点。通过随机振动分析确定了结构随机振动载荷的结构响应,通过随机振动分析得到结构的3σ定向变形、3σ定向加速度响应、3σ等效应力参数。根据振动响应中的最大应力计算结构的安全裕度,验证其设计能否成功克服共振现象和振动引起的不良效果。通过模态分析和随机振动分析可以优化结构提高可靠性、缩短研制周期。     

基于模态分析的PCB布局布线抗振设计

本文针对一种典型安装PCB的模态分析得出其固有频率、振型及应力应变分布,以此为依据,提出PCB在布局布线时抗振优化设计方案.对电子设备振动疲劳寿命的提高具有一定的实践指导意义.     

基于模态分析的微波介质振荡器抗振结构设计

用Abaqus有限元模态分析法进行微波部、组件结构设计可以提高盒体结构的可靠性和产品的性能。针对一种典型的微波介质振荡器(DRO)产品的模态分析得出其固有频率、振型及应力应变分布,提出产品在进行电路布局时的抗振动优化设计方案。经过结构优化设计的Ku波段DRO在100~1kHz范围、功率谱密度0.08g2/Hz的强振动条件下相噪恶化不超过5dB,输出频谱顶端展宽不超过1kHz,信号频谱无扭曲、杂波,满足了实际工程的需求,提出了结合抗振设计优化电路设计的新思路。     

电子机箱结构冲击可靠性技术研究

针对特定电子机箱结构在车载环境中受到冲击载荷的作用产生疲劳破坏，运用ANSYS软件进行可靠性分析。首先对电子机箱进行模态分析，根据实际需要对模型提取了前6阶的固有频率，对振型进行分析，指出结构的薄弱环节，提出修改建议；接着根据国军标要求对电子机箱进行冲击实验的有限元仿真，得到了电子机箱在冲击条件下的应力和位移的变化情况，从而得到电子机箱在冲击备件下的可靠性各影响因素和消除方法。     

蝶形激光器管脚振动疲劳寿命分析

;针对用引线连接的蝶形激光器管脚在扫频振动测试中发生齐根断裂的问题,文章建立了有限元分析模型,模型中用不同管脚长度反映引线的影响,采用模态叠加法分析了管脚在20 g、20～2000 Hz正弦扫频振动下的应力.基于Miner准则,计算了管脚在振动条件下的寿命.分析结果表明:(1)原激光器管脚的固有频率高于2000 Hz,...     

机载设备的隔振系统设计

针对机载设备的隔振需求,对机载设备进行了振动分析和隔振设计。利用SolidWorks软件建立机载设备的三维模型,通过ANSYS有限元分析软件对机载设备进行了模态分析,得到系统的固有频率和振型。对机载设备进行了随机振动分析,得出机柜不同部位在激振频率范围内的加速度响应和应力响应。结合动力学仿真结果和隔振理论对机柜进行了隔振系统设计,对机载设备的隔振效果进行了试验验证。试验结果表明,隔振系统达到了较好的隔振效果。     

热与随机振动对车载电路板的影响研究

研究汽车在行驶中发动机发热与振动两者共同作用对车载电路板组件产生的影响。运用有限元软件ANSYS对发动机模块电路板建模,温度场热应力分析,将应力结果导入模态分析和随机振动分析中,再比较电路板在常温与受热后的模态与随机振动结果。结果发现,电路板受热后固有频率提高,且其刚度增大,电路板变形减小。此外,该电路板组件应力最大点的统计应力值在第8阶频率下达到最大,且较常温相比,电路板受热后的功率谱曲线整体有所后移。通过随机疲劳计算,在热与振动影响下,该电路板结构满足疲劳要求。     

基于有限元的蜗轮蜗杆传动性能模态分析

针对蜗轮蜗杆传动，由于动载荷冲击引起振动变形和使用寿命等问题，文中提出基于有限元分析的蜗轮蜗杆传动性能模态分析研究，使用实验与仿真的方法，采用ANSYS Workbench软件进行蜗轮蜗杆传动性能模态分析，提取自由振动下的固有频率和振型，进行仿真分析与结果对比，实验表明，进行合理的蜗轮蜗杆传动性能模态分析，并且提取合理的模态分析参数，对于蜗轮蜗杆的可靠性研究具有重要性。     

热声焊机变幅杆固有频率模态分析

纵向振动单一超声变幅杆是热声焊机换能器中的关键零件,其作用是放大换能器所获得的超声振动振幅.为了得到最大的振动幅值,变幅杆固有频率应和超声波发生器的工作频率相同.运用ANSYS有限元分析软件进行了不同材料下的变幅杆固有频率的模态分析,验证了1Crl8Ni9Ti不锈钢的变幅杆的纵振固有频率与工作频率相一致,给出了纵振模拟图和位移图,并对模态分析结果进行了研究,以了解在给定的频率范围内各种模态形式,通过采取一定方式抑制接近工作频率的影响键合质量的非工作模态产生.     

纳秒量级光参量放大技术研究进展

基于非线性频率变换技术的中红外固体激光器,受限于光学晶体的损伤阈值、镀膜工艺和逆转换效应,输出功率相对较低,而光参量放大技术可以有效改善这个问题。介绍了光参量放大技术的典型结构、特点以及常用光学晶体,评述了光参量放大技术提高纳秒量级中红外固体激光器输出功率的研究进展,分析了光参量放大技术在提高纳秒量级中红外固体激光器输出功率方面面临的挑战。     

星载光谱仪光路切换组件振动特性仿真分析

为研究星载设备在复杂力学环境下的振动响应特性, 利用有限元分析软件对光谱仪光路切换组件进行仿真分 析。首先根据星上载荷的力学环境试验条件, 通过谱形参数计算方法建立星上载荷输入谱密度激励曲线图。随后, 对 光路切换组件进行模态分析和随机振动分析, 得到激励谱条件下组件的振动响应结果和最大等效应力。强度校核计 算结果显示组件安全裕度为 1.57, 满足刚度和强度要求。最后, 对整机振动进行试验验证, 验证结果显示组件结构完 好, 且光学性能比照试验结果显示振动前后, 三个通道的卤素灯图像的成像范围、光谱强度特性等基本一致, 光路切 换组件无异常变化, 验证了仿真分析的可靠性。     

接收前端3D封装结构的可靠性模拟分析

针对三维芯片封装技术的需求,设计了一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)的接收前端3D封装结构,通过有限元模型模拟分析了其可靠性。首先通过恒定加速度加载分析研究了焊盘结构可靠性;然后通过预应力模态分析研究了3D封装整体结构模态频率,通过疲劳可靠性分析研究了寿命预测模型;最后通过热模拟研究了稳态热分析以及热应力分析。结果表明:焊盘的应力应变以及位移满足其材料特性;3D封装整体结构谐振频率均在30 kHz以上;50%载荷作用下寿命为10⁶次循环,150%载荷作用下寿命为74561次循环;稳态热分析最高温度为54.2℃;热应力模拟最大应力为33.84 MPa。最终证明了该接收前端3D封装结构是可靠的,可应用在3D射频微系统封装结构设计中。     

基于CMOS反相器石英晶体振荡电路的PSPICE仿真

石英晶体振荡器是很常用的电子器件,在电路设计和教学工作中经常需要对石英晶体振荡电路进行仿真分析。通过实例介绍使用PSpice仿真软件对石英晶体振荡电路进行模拟仿真的方法。针对石英晶体振荡器的等效电路,分析了石英晶体的串联和并联谐振频率。讨论了石英晶振的仿真模型,并在仿真器中观察其起振波形和稳幅波形,测试其振荡频率。通过对元件的参数扫描,分析不同参数对振荡器的影响。     

分离母板互联结构动力学仿真研究

运用有限元分析软件ANSYS建立了电子产品中分离母板互联结构的有限元模型,通过模态分析获得其固有频率和振型;通过随机振动分析获得其应力应变。结果表明:分离母板互联结构的一阶固有频率为137.04Hz;随机振动环境中分离母板互联结构的接缝外侧为应力集中区,在y向激励下的应力最大值为1770.000kPa。据此对产品结构进行了设计改进,并取得明显效果,一阶固有频率提高到107510.00Hz,y向激励最大应力值为70.086kPa。     

The Dynamical Behavior of a Single-Mode Optical Fiber Strain Gage

A comparison is reported between the dynamical response of a single-mode fiber optic and resistive strain gages in the frequency range 25-250 Hz. The integral phase change of the laser light propagation into the vibrating fiber optic is evaluated. A mechanical system was designed to exactly delimitate the put of the optical fiber which is subjected to vibration. The frequency spectrum of the phase change signal and the resistive strain gage signal show equivalent behavior. This result is in good agreement with the theoretically expected shares and confirms the validity of the analysis performed.     

Miner's Rule in Mechanical Tests of Electronic Parts

The complexity and cost of equipment necessary for dynamic mechanical strength testing is reviewed. The influence of mechanical resonance on the behaviour of electronic components is discussed. On the basis of Miner's rule (linear cumulative fatigue damage), the conditions for equivalent tests (shock, vibration by sweeping, and vibration below resonance frequency) are presented. The results of mechanical resonance measurements of electronic parts and of their life test are given. The test times for different methods are compared. On the basis of experimental results some conclusions are proposed, particularly that vibration tests at constant frequency are not useful.     

Optically activated vibrations in a micromachined silica structure

A microminiature bridge of silicon dioxide, fabricated using anisotropic etch techniques on a silicon substrate, has been set into mechanical vibration by direct interaction with a low-power laser beam. The displacement sensitivity and frequency response of the optomechanical interaction have been characterised using optical interferometry. The implications of the results for the development of radically new optical sensors are discussed.     

双光纤-悬臂梁FBG加速度传感器研究

针对现有悬臂梁FBG加速度传感器光纤表面粘贴会造成FBG受力不均匀,并且无法在温度变化和振动等复杂的环境中工作的问题,提出一种双光纤-悬臂梁结构的FBG加速度传感器。理论分析了结构参数对传感器灵敏度和固有频率的影响,并采用ANSYS有限元分析软件进行了静应力和模态仿真分析,最后搭建了测试系统对传感器进行性能测试。结果表明,加速度传感器的固有频率为84.86Hz,在15~60Hz的低频段具有平坦的灵敏度响应,双光纤在增加传感器的灵敏度的同时有效消除了温度变化的影响,加速度灵敏度为156.70pm/g,线性度为99.38%,刚性梁有效增加了结构的稳定性,在工作频段内的横向串扰为-26.97dB。     

刚挠背板动力学仿真与焊点可靠性研究

根据通信设备中刚挠背板互联结构,建立了有限元模型。采用两种约束方案,通过模态分析获得其固有频率和振型;通过随机振动分析,获得其应力应变;根据Coffin-Manson经验公式,结合三带技术建立了互联焊点的振动疲劳寿命预测模型,并计算了其疲劳损伤。结果表明:备用状态下互联结构的一阶固有频率为141Hz,工作状态下为988Hz;随机振动负载条件下刚挠结合部位及焊点与刚性背板连接区为应力集中区;对备用状态下互联结构施加z方向激励,焊点的疲劳损伤最大。