某机载电子设备结构随机振动分析

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1、第41卷第4期2011年7月航空计算技术AemnauIjcalComp““gTechniqueV01．4lNo．4Jul．2011某机载电子设备结构随机振动分析刘治虎，郭建平，杨龙(中国航空计算技术研究所，陕西西安7l0068)摘要：针时某安装有减振器的机栽电子设备结构进行了随机振动分析。讨论了减振器的仿真方法，利用cAD软件建立了电子设备三维模型，导入Patran中进行几何处理并划分网格，设置边界条件，并采用Naslran软件进行有限元求解．得到结构在机载振动环境下的应力与加速度功率谱密度响应。仿真结果和实剐

2、结果比较吻合，可用于进行带减震嚣结构形式的仿真分析。关键词：减振器；随机振动；有限元；电子设备结构中图分类号：02422l文献标识码：A文章编号：1671—654x(2011)04．009l一03RandomVibm60nAnalysisofAirbomeElectroIlicEquipm阻tStructureLIUZhj·hu，GU0Jian—ping，YANCLong(A啪nⅡHf如Ⅱzco唧“fi馏‰^n由啪胍m以hz血“抛，舸’肌7l0068，矾咖)Abstract：Arandomvibrationan

3、alysisofajrbomeelectronicequipmentstmcture．At6rSt，thesimulationmodelofdamperwasdiscussed．Secondthe3Dmodelwasbu订tusjngCADsonware，anditwasimponedtoPatrantomeshi“g，setboundarycondition．FinaUyanalysiswa8doneusi“gsoftwareNast砌，thestressandacceleraIionPSDofstnIctu

4、rewa590tintheairbomevibmtionenvimnmentI“Practice，lhesimulatedresultwassjmi】arwit}lthetest，andthiswaycanbeusedtosimulatethesnllcturewithdamper．Keyword5：dampe。；mndomvibratjonanalysi8；6njteekmenI；electronicequipmenIs【n

5、cture引言近些年来，随着军用电子技术的发展，电子设备的综合化和集成度越来越高。同

6、时对军用电子设备的抗恶劣环境能力也提出了很大的挑战。军用电子设备工作的稳定性和可靠性直接影响着军用飞机的作战性能。其中，设备结构抗振性能是必须要考虑的问题。根据振动条件和整机结构动态特性合理地选择减振器，保证电子设备的正常工作是一项很重要的任务。本文对机载电子设备安装架底部安装减振器的结构形式进行研究。首先讨论的是减振器的仿真方法，其次在Patr彻软件中对该电子设备结构进行了仿真分析，重点研究了装配体在仿真过程中的处理办法，得到结构在机载振动环境下的应力与加速度功率谱密度响应。l减振器系统的有限元等效处理方法对

7、于某阻尼弹簧质量系统，如图1所示。其动力学方程为‘“：胁+Cx+缸=，(1)其中：肘、置和c表示多自由度系统的质量、刚度和阻尼矩阵x为位移，为外力。周l阻尼弹簧质量系统图2Bush单元结构图系统的振动特性受到质量M、刚度量和阻尼C三个参数的影响。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量即肘，而刚度和阻尼则由设备的支撑结构提供。通常用于减弱振动和冲击传递的支撑装置为减振器”1。一方面，减振器种类繁多，有橡胶减振器、金属弹簧减振器、阻尼减振器等等。另一方面，由于减振器的安装方式和位置的不同会直接导致自由收稿

8、日期：20lO—11一15修订日期：2011一04一ll基盒项目：总装备鄙武器装备预研基金项目资助(9I加A160608HK6IJ作者简介：刘治虎(1984一)．男，陕两安康人，助理工程师．主要研究方向为电子设备结构设计。航空计算技术第4l卷第4期度的耦合所以，合理地选择减振器的刚度和阻尼参数，尽可能降低共振幅度，同时提高隔振效率足重要的关注点，有限元软件中可通过Bush单元求模拟弹簧一结构阻尼单元“，Bush单元是一个用众多参数定义的复杂弹簧一阻尼器系统i其巾参数包括六个自南度的弹簧刚度、阻尼系数、结构阻尼系

9、数、应力恢复系数和应变恢复系数等该单元nr以是非线性的或者随频率变化的。具体单元几何形状如图2所示网中：s为弹簧一阻尼的位置，默认为O．5，0≤s≤l；cA，GB为联系点的节点识别号；y为位移坐标系定向向量j下面将在有限元模型中采用该单元模拟减振器，来对模型进行仿真。2电子设备结构形式和有限元模型建模21设备结构形式陔电子设备为某型飞机机载产品，其安装形式为机箱通过前锁紧组件和锥销前后