机载设备振动夹具优化设计方法

针对机载振动夹具设计过程中存在的经验依赖性高、设计周期长、试制成本高、缺乏综合分析等问题,在传统设计方法的基础上,提出了一种基于拓扑优化方法的振动夹具优化设计策略。阐述了传统振动夹具的设计原则和方法,基于传统设计规范开展了振动试验夹具的初步设计。采用模态动力学仿真对基于初始设计的振动夹具进行了分析。根据模态分析结果确定了振动夹具拓扑优化设计的优化位置,优化初始空间、优化目标和约束条件,开展了基于固体各向同性材料惩罚方法 （SIMP）的拓扑优化分析。基于拓扑优化分析结果,综合考虑可制造性、后期维护和安装便捷性等因素,进行了模型重构,同时针对装夹结构的薄弱位置进行了刚度优化设计。优化后的振动夹具模态分析结果验证了所提设计方法的有效性,为振动夹具的优化设计提供了一种新的思路。     

振动试验夹具动力学设计的综合优化方法

针对夹具设计中容易出现的振动频率低,传递特性差和能量消耗多等问题,提出综合使用拓扑优化和参数优化对夹具进行优化设计的方法.根据振动试验夹具的实际应用和设计原则,利用拓扑优化得到夹具合理的总体布局,用参数优化调整夹具的几何参数,使设计出的夹具能够满足设计要求.以某夹具设计为实例,通过Patran/Nastran有限元分析软件作为仿真分析平台,交替采用拓扑优化和参数优化对夹具进行设计与改进,得出满足要求的振动夹具设计方案,并经过试验证明了设计的有效性.本研究方法对其他结构的动力学设计亦具有一定参考价值.     

电子产品大型机柜振动夹具设计及振动试验控制

根据电子产品大型机柜的振动试验要求,结合大型夹具设计的关键问题,设计了大型机柜的振动夹具,并对夹具进行了仿真计算、优化设计,提出了机柜振动试验控制方法.大型机柜振动试验表明,大型机柜振动夹具材料选用得当、结构设计合理、试验控制方法有效.该振动夹具已成功应用于多种产品的机柜振动试验.     

一种支持ARINC600/763标准航电设备进行振动试验的夹具设计与分析

针对航空电子产品需在研制阶段进行工作冲击与坠撞安全、振动等机载设备环境试验,设计了一款专用的振动夹具。根据夹具的基本设计原则,选取合适的铝合金材料,选择适宜的机械加工制造工艺。通过三维设计软件建立了夹具的数字模型,应用ANSYS Workbench仿真分析软件对模型进行了约束模态分析,确定夹具的固有频率及模态振型。分析夹具的前10阶固有频率和模态振型,确认夹具结构设计合理,振动特性满足要求。最后加工夹具实物并按照DO-160G要求进行了正弦扫频测试,结果表明该夹具在振动频率范围内能够满足要求,可用于AIRNC600和ARINC763标准设备振动试验。该夹具结构简单,安装便捷可靠,振动特性传递真实度高,适合推广。     

汽车前大灯振动试验夹具设计

振动试验夹具在振动试验中起到连接试件与振动台的作用,能否平稳地将振动台的载荷传递到试件上,对试验结果的准确性起决定性作用。针对某汽车前大灯,根据振动试验规范要求,通过对材料、结构和制造方式的选择,设计了用于在试验中固汽车前定大灯的夹具。在设计过程中运用Hyperworks软件对设计的夹具进行拓扑优化以及模态仿真分析来优化设计结果,最终通过试验,验证了所设计的夹具满足试验要求,保证了试验过程的稳定性和试验结果的可靠性。     

基于OptiStruct 的某机载设备托架形貌优化

以某机载设备托板优化设计为例,介绍了形貌优化的基本原理和方法,基于OptiStruct 软件对原设计托板加强筋设计进一步优化,根据优化结果进行圆滑过渡并完成数字建模,考虑机载设备的轻量化要求完成减重设计。使用Ansys 对优化前后的托板模态、频率响应进行分析对比,使托板的1 阶模态频率提高了123. 5%,并高于机载环境振动频率范围,有效提升了托板的结构稳定性。     

振动夹具的综合优化设计

夹具设计要求质量轻、刚度大。为了在这两者间取得平衡,文中综合使用拓扑优化和尺寸优化两种方法对夹具进行优化设计以实现设计目标。基于拓扑优化结果设计了夹具的拓扑优化模型。虽然相对于初始模型,该模型的第1阶固有频率降低了36.5%,但其质量降低了66.7%,表明拓扑优化效费比显著。以设计参数的合理设计范围作为约束条件,把使第1阶固有频率最大和夹具质量最轻作为优化目标来实施尺寸优化,得到夹具的详细设计模型。与拓扑优化模型相比,该模型的质量降低了3%,第1阶固有频率提升了6%。之后对振动夹具实施了随机振动试验。受试设备安装点的功率谱密度响应曲线的均方根值最大为输入谱均方根值的1.17倍,说明夹具具有良好的动力学传递特性,夹具的综合优化设计方法有效可行。     

基于敏感度分析的多工位薄板装配过程测点优化设计

提出了一种多工位薄板装配过程测点优化设计方法。该方法利用薄板装配偏差流传递的状态空间模型确定优化设计的目标函数,采用遗传算法实现测点在多工位间坐标位置的优化设计。装配过程实验表明,该优化方法显著提高了测量数据对夹具定位偏差反应的敏感度,有助于在夹具定位偏差产生的早期发现问题,避免因夹具定位偏差引起的产品质量缺陷。     

一种机载设备安装支架的动力特性优化

以结构固有频率为约束或目标的优化是结构动力特性优化设计的重要分支。以一种壁板结构机载设备安装支架作为优化设计对象,建立了优化数学模型,在满足频率约束条件下,同时考虑机械加工工艺性的要求,使支架自重极小化。优化分析前,介绍了结构无阻尼自由振动方程,比较和确定了方程特征值在MSC.Nastran中的求解方法。最后,根据优化后的结构设计参数,校核了支架的一阶固有频率是否在约束条件范围内。     

基于MSC.Patran的真空钎焊夹具设计

通过对腔体零件的液冷模块钎焊夹具需求分析,钎焊夹具设计需求为焊接过程中模块组件变形量在0.1mm之内,利用Autodesk Inventor进行模块组件和真空钎焊夹具的三维建模,应用MSC.Patran仿真软件对不同的温度场下钎焊夹具和模块组件的变形量进行分析,通过分析优化夹具设计,并用优化设计后的钎焊夹具进行真空钎焊实验,满足生产需求。     

某雷达模块的振动试验夹具设计

某雷达模块在雷达的运输、安装及使用过程中,需承受各种环境带来的振动。模块承受振动的性能需通过实际的振动试验来测试,振动试验夹具起到将试件固定到振动试验台上和传递振动能量的作用。振动夹具设计的优劣影响到振动试验的正确进行,雷达模块需要设计专用的满足要求的振动试验夹具。根据模块的尺寸和实际振动试验对夹具的要求,设计出夹具的三维模型,通过有限元软件对夹具进行仿真分析,找出夹具的薄弱点进行优化,得到了满足要求的夹具。     

某雷达模块的振动夹具设计

随着电子产品环境适应性要求的提高,特别是振动性能要求的不断提高,振动试验在电子产品环境试验中的作用日益显著。振动试验通过模拟产品在运输、安装及使用过程中所遇到的各种振动环境影响,来确定产品是否能承受各种环境振动,从而判断其能否达到实际使用要求。同时,振动夹具在振动试验中起着重要的作用,其设计的好坏决定着振动试验的成功与否。文中首先对振动夹具的设计进行了理论分析,然后通过某雷达模块振动夹具的设计过程,提出了利用软件仿真并进行逐步优化的设计方法,总结了设计振动夹具的心得,为以后的振动夹具设计提供参考。     

直升飞机机载设备振动特性仿真分析

简述了直升机机载设备振动环境的特点,采用能量等效原则将正弦加随机的混合振动转化为宽带加窄带的随机振动,论述了边界条件的设置方式和具体的仿真步骤,该方法的提出使的计算机仿真分析得以应用;以电源箱外壳为例依次对该结构进行了模态仿真分析和随机振动仿真分析,得到了激励谱条件下外壳的振动响应结果和最大等效应力,分析了能量突变的原因并论述了应力结果的判断方式,试验结果也验证了仿真分析的可靠性,为直升机机载设备振动仿真分析提供了理论依据和实现方法。     

飞机外挂物新型振动试验夹具研究

振动试验是考察飞机外挂物是否满足挂飞条件的重要试验项目,有科学合理的试验夹具才能准确模拟外挂物的实际挂飞状态。针对国内现有振动试验方法的不足,文中提出了一种新型试验夹具,并采用该夹具和传统刚性夹具对吊舱进行了随机振动仿真分析,最后将仿真结果与挂飞实测结果进行了对比分析。结果表明,新型夹具模拟出的振动环境更加逼近真实挂飞情况。该新型振动夹具弥补了国内现有试验夹具的不足,为行业内振动夹具乃至试验方法的改进探索出了一种新的可行方案。     

某星载设备的振动夹具设计

为了设计满足某星载设备振动试验需求的振动夹具,文中根据被试件与振动台的接口、试验环境条件、夹具外形与质量静态分析结果以及动强度设计仿真分析结果,设计出了一种合理、易于制备的振动夹具。通过锤击法测定夹具实物的固有频率,验证了本夹具设计的合理性。振动夹具设计需考虑各项约束条件,可通过选择比刚度高的材料减小夹具质量,通过仿真分析可快速完成对夹具的评估,可通过锤击法验证仿真可行度。分析表明本文设计的振动夹具是符合试验要求的,可为以后的振动夹具设计提供参考。     

某机载设备柜振动工装设计

本文针对某机载设备柜设计了振动工装,借助ANSYS软件,建立振动工装有限元模型,并通过加载真实的振动条件,对振动工装进行模态、振动动应力和响应分析。根据分析结果,对振动工装进行优化设计,得出振动工装的最优设计方案。     

弹载设备振动夹具设计与改进

在弹载设备的研制和交付过程中,振动试验是其环境与可靠性试验最关键的内容之一。振动夹具在振动试验中起着重要的作用,其设计的好坏决定振动试验成功与否。文中全面分析了弹载设备夹具设计的各种要求,设计出了一种符合要求的振动夹具,利用UG NX6软件中高级仿真模块对夹具进行了仿真分析,并对振动夹具进行了测试和结构改进。此文是对弹载设备振动夹具设计的经验总结,可供弹载设备振动夹具设计参考。     

一种CPCI总线的机载设备抗振设计

介绍了基于CPCI总线的机载电子设备的母版振动问题,从故障现象入手,对故障原因进行理论分析,借助仿真手段,比较结构设计改进前后的变化,通过环境实验,从理论和实践两方面解决了机载设备母版振动设计问题。     

某型产品振动试验夹具优化设计

根据该型产品振动试验条件及有关振动环境试验夹具设计规范,在分析该型装置结构和试验平台性能的基础上,基于UG三维软件进行夹具的实体建模,并利用ANSYS有限元软件对其进行了模态分析,得到夹具的固有频率和振型。从夹具的固有频率、振型和响应位移等仿真数据(夹具上各点的"能量"放大云图)分析夹具的不足,并依此对夹具结构进行优化设计。     

多目标的装夹方案优化及变夹紧力优化

夹具布局和夹紧力大小影响切削变形的大小和分布.基于遗传算法和有限元方法,提出一种夹具布局和夹紧力优化设计方法.该方法将同步优化夹具布局和夹紧力大小以及施加变夹紧力相结合,首先以加工变形最小化和变形分布最均匀为目标同步优化夹具布局和夹紧力大小,然后在优化后的夹具布局的基础上求解使得加工变形最小的变夹紧力大小.使用该方法进行底座薄壁零件的夹具优化设计,结果表明优化得到的设计优于经验设计和多目标优化方法,该方法有效地降低了加工过程中工件的变形,提高变形均匀度.