某星载电子设备有限元分析及设计改进

文中利用ANSYS建立了某星载电子设备的有限元分析模型,对其进行模态分析,并在此基础上进行了随机振动响应分析,结果表明设备的刚强度满足系统要求.获得了某型器件安装处的加速度响应情况,结合有限元分析结果对结构进行局部设计改进,改进后最大加速度响应值降低了19.4％,并顺利通过了振动试验考核.研究表明,在设计初期采用有限元方法对设备结构性能进行仿真分析可以缩短研制周期,降低后续试验风险.     

某星载组件的结构动态特性分析

星载电子设备的动态特性对于整个系统的可靠性和安全性至关重要。文中以某星载组件为研究对象,采用ABAQUS 建立了某星载设备的完整有限元模型,并进行了模态分析。根据结构固有动态特性,分析了该 结构在加速度过载、正弦振动、随机振动和充压等载荷作用下的结构响应,获取了相应的结构变形和应力分 布。分析结果表明,该组件的结构设计满足星载力学环境的设计要求,为组件的结构设计提供了可靠的依据。     

微小卫星星敏感器支架的优化设计与试验

针对卫星结构中星敏感器支架在随机激励下加速度响应均方根(RMS)值过大的问题,提出了星敏感器支架优化设计方法。简述了星敏感器安装点随机响应的基本理论,对卫星结构进行了模态和加速度响应灵敏度分析。以星敏感器安装点RMS值最小为目标,以基频和体积分数为约束,建立了星敏感器支架随机响应优化模型,并对支架进行了拓扑优化设计。最后,利用MSC.PATRANNASTRAN对优化处理后的支架模型进行了工程分析。结果显示:星敏感器安装点随机响应RMS值降低了20%以上,支架结构轻量化率达到了50%。另外,利用振动试验台对支架进行了振动试验。实验显示:有限元分析结果与试验数据相对误差低于15%,表明设计的支架的性能参数满足设计指标,验证了所采用优化方法的可行性。     

变速箱体静力和模态数值模拟及结构改进

变速箱体破裂是变速箱失效的重要方式之一,基于ABAQUS有限元软件建立变速箱体结构力学分析模型,对其进行静力、模态和冲击振动响应方面的数值模拟分析.模态分析和冲击振动响应分析可以确定箱体共振频率范围、最大应力和破裂区域.结果 表明,变速箱体结构需要改进,使箱体结构模态频率避开工作频率,避免其产生共振;改进后箱体应力得到控制,使用寿命满足设计要求.与物理样机试制结果对比,数值模拟计算和试制样机结果基本一致,零件结构设计合理,为类似产品结构设计提供了一种可供参考的设计新思路和新方法.     

基于ANSYS Workbench的某航空发动机截止阀优化设计

截止阀作为航空设备的重要元件,实现了介质传输、截止、调节等功能,其结构强度直接影响到航空设备的安全可靠运行。本文以某航空发动机用截止阀为研究对象,用Solidworks2016软件建立三维实体模型,导入有限元软件ANSYS Workbench进行有限元分析,得到了截止阀的前六阶模态频率,进行了模拟瞬间冲击作用下的响应谱分析,得到等效应力云图。结果表明,在阀本体和法兰盘结合处位置承受Z方向(垂直)应力过大,易造成截止阀断裂,对其结构进行优化设计并再次验证其强度,提高了工作效率,缩短设计周期。     

基于虚拟样机技术的振动冲击夯振动特性分析

建立了振动冲击夯的虚拟样机,并利用其进行了模态分析,求出了振动冲击夯和波纹管的固有频率和振型,分析了不同的工作频率和不同的波纹管固有频率对振动冲击夯动力学特性的影响.分析结果为振动冲击夯的设计和改进提供了理论依据.     

高过载MEMS环形陀螺制造与测试

提出了一种新型的抗高过载环形振动式陀螺,分析了其工作原理和振动特性。在ANSYS有限元分析软件中建立了该环形陀螺结构的模型,进行了振动特性分析,仿真分析结果显示该环形陀螺工作模态与干扰模态最小频差Δf_2=248 Hz,驱动和敏感模态频率Δf_1=5 Hz。并且根据冲击动力学原理分析了此结构在半周期正弦加速度冲击载荷作用下的冲击响应,谐振结构最大位移为14.142μm,结构所受的最大的应力为68.396 MPa,可以正常稳定工作。通过基于SOG(Silicon on Glass)的微加工工艺制造了陀螺样机并完成了初步的测试,模态测试与有限元仿真结果中的模态频率最大误差是4.9%。实验室过载测试结果显示陀螺在15 800 g过载下,陀螺工作频率和频差未发生大的变化。     

基于均匀设计的内燃叉车转向系统结构振动工程优化

针对某型内燃叉车在中低速工况下方向盘处振动明显,在对其转向系统进行模态分析的基础上,提出了一种基于均匀设计的结构振动优化优化方法,结合模态分析对其转向系统进行结构和振动同时优化。优化后的转向系统振动模态分析和实车试验结果均表明:改进后的转向系统结构在成本不变基础上,提高了其结构刚度,特别是叉车发动机处于常工况的低转速时,方向盘处的振动改善特别明显,振动加速度在X、Y、Z三个方向分别下降83.8%、90.3%、83.7%。该优化方法为车身、车架类结构优化设计提供参考。     

动态载荷激励下的床身结构动力学响应

考虑到数控加工系统的振动及噪声问题,建立了数控机床床身的参数化有限元模型,在模态分析基础上计算固有频率与振动幅值。以简谐力作为动态激振载荷,在350-800Hz频率段进行扫频计算,获得了位移—频率和应力—频率曲线,确定了各阶共振频率点的响应幅值,谐振响应结果表明第2阶模态频率对床身的危害性较大。采用Full方法(完全法)对床身进行瞬态动力学分析,计算出了时域下的位移和加速度响应曲线,分析了机床启动阶段冲击载荷对床身的激励影响。在参数化建模基础上实现了床身结构动力学优化,使其动力学性能得到有效改进,有利于数控机床的高速化发展。     

空调配管理论模态分析与试验研究

以某款空调外机配管为对象,结合理论模态计算方法和试验模态分析方法对配管进行动态特性研究。首先对空调外机配管结构建立动力学模型并用有限元分析软件对其进行理论模态计算,得出前12阶固有频率和振型。随后利用单点激励单点响应的方式对配管进行了试验模态分析,得到了系统在实际约束下前12阶的模态参数。研究表明:试验模态分析结果和有限元分析吻合,验证了理论模态的正确性,为进一步研究提供了可信的条件。同时,找出了配管额定工作时振动过大的原因,为减振措施和结构改进提供了可靠的依据。     

卫星随机试验的振动响应分析

介绍基础激励下结构随机振动响应的分析方法,并对某配重卫星轴向和横向的窄带随机激励进行有限元计算。通过对此卫星结构加速度响应的均方根值、累积均方值和功率谱密度等统计量的分析,研究随机振动试验中卫星结构的随机响应,以此考察卫星承受此种动力学环境的能力,为卫星上仪器设备的减振方案设计和提高卫星发射的可靠性提供参考。     

空间光学载荷探测器组件抗冲击隔振设计

针对广角极光成像仪整机Z向冲击试验后探测器损坏的问题,提出在镜头组件与头部框架间设置隔振器的解决方法。首先,确定隔振方案为被动局部隔振;然后,从材料、刚度和安装方式等方面完成金属橡胶隔振器的设计。接着,运用有限元方法对结构进行模态分析和冲击载荷响应仿真分析。最后,对广角极光成像仪整机产品进行了力学实验,实验结果与仿真分析结果一致。实验结果显示:安装隔振器后,探测器位置测点的正弦振动加速度响应最大降低了26.2%,随机振动加速度响应最大降低了72%,冲击加速度响应最大降低了48%,说明该隔振器具有显著的减振效果。在实验完成后对产品进行检测,发现产品并无异常,说明结构设计满足要求。     

基于蜂窝加肋板结构参数匹配抑制光学卫星随机响应

以结构参数的最优匹配为设计目标,提出了一种改善光学卫星振动环境的新思路。针对某光学卫星振动试验中出现的蜂窝顶板随机振动响应过大的问题,研究了加强肋在降低简支蜂窝板随机振动响应中的作用。分析了该光学卫星蜂窝板结构的特点,探讨了它的随机载荷以及在其激励下蜂窝板式结构的动力学响应。结合卫星自身结构上的需要,提出了一种通过添加特定截面H型加强肋的方法来降低蜂窝板的响应。利用有限元法对外形尺寸为1 000mm×1 000mm×30mm的蜂窝板模型进行随机振动分析验证,结果显示:H型加强肋能显著降低蜂窝板的振动响应,有明显减振效果。最后,根据整星振动试验结果对卫星力学模型进行了修正,并利用该方法对修正后的模型进行动力学分析和优化,分析结果表明顶板响应降幅达到了40%,为系统可接受范围,证明了提出的方法很好地抑制了结构的随机振动响应。     

某机载电子设备系统中央接收机结构设计

本文就某机载电子设备系统中央接收机的模块化设计、热设计、电磁兼容性设计、防冲击、振动、噪声设计、“三防”设计等结构设计作了详细的论述。     

大型索网反射面天线空间动力学分析

大型可展开索网反射面天线是目前较为理想的天线结构形式.由于其自身的结构特点以及复杂的空间环境因素,天线在运行时易产生大幅度振动变形,严重影响卫星的稳定运行.文中以某星载大型可展开索网反射面天线为切入点,对其进行了空间动力学分析.针对天线与中心刚体之间的多体动力学刚–柔耦合问题,首先根据模型分析参数建立了卫星–天线–太阳...     

液压限位隔离系统的抗冲击性能研究

在舰载隔离系统中安装限位器可有效限制设备的最大相对位移,但传统橡胶限位器易对系统产生严重的二次冲击。首先,建立了液压限位器的数学模型,并通过杜哈梅积分法对隔离系统的冲击响应特性进行了仿真分析;然后,设计了带液压限位器的隔离系统试验装置并进行了冲击测试试验,比较了不同限位器参数对抗冲击效果的影响;最后,对比分析了液压限位与橡胶限位隔离系统的冲击响应特性,与无限位的隔离系统相比,液压限位可减小近60%的最大相对位移响应,存在一个最佳节流孔孔径,可使系统获得最佳隔振效果。研究结果表明：与传统橡胶限位隔离系统相比,在相对位移响应近似相等的条件下,加速度响应可降低44.5%,大幅提高舰载设备的抗冲击性能。     

基于机械结构的MTMD系统振动控制的研究

提出一种基于多重调谐阻尼器（MTMD）的结构响应的控制分析模型，应用优化参数的方法来实现MTMD系统参数的设计，达到机械结构减振的目的。分析表明应用MTMD进行机构结构的减振设计可以达到机械结构希望控制点处振幅值减小30％左右的效果。     

基于ADAMS对柔性太阳能帆板的振动分析

通过建立的卫星模型,利用Adams/vibration模块对卫星柔性的太阳能帆板展开后进行振动分析,得出太阳能帆板的振动模态和特征值,以及频率响应曲线,通过分析得出系统的最大振型,为以后卫星结构和参数进行优化设计提供了依据。     

某车载程序执行器结构有限元分析

文中利用ANSYS Workbench建立了某型车载程序执行器的有限元分析模型,对其进行模态分析,并在此基础上进行随机振动、冲击响应分析,获得了结构件、叠层PCBA（印制板组件）的变形、应力云图,并对PCB板提出优化方案。研究表明,程序执行器箱体结构设计能够满足设备整体的使用要求,叠层PCBA上的最大位移响应主要出现在离安装孔位置较远处,而安装孔位置处易发生应力集中现象,通过在PCB板大质量重要元器件之间局部增加衬柱,可有效提高PCB板刚度,可在一定程度上避免后续试验过程中出现故障。