一种机载设备振动夹具的优化设计方法.pdf

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1、设计与制造2016年第2期(第29卷,总第142期)·机械研究与应用·doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2016.02.047∗一种机载设备振动夹具的优化设计方法毛亮,胡劲松(中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230000)摘要:夹具作为机载设备振动实验的关键部件之一,直接影响环境振动实验的成功与否。基于有限元仿真方法,对一种机载设备振动实验夹具进行了优化设计。利用正弦扫频试验测试了优化后的结构模态,验证了仿真分析结果,误差不超过10%。这种优化设计方法可供其他设备振动夹具优化设计参考。关键词:机载设备;振动试验;夹

2、具;有限元中图分类号:TG75文献标志码:A文章编号:1007-4414(2016)02-0138-03AnOptimizationMethodofAirborneEquipmentVibrationFixtureMAOLiang,HUJing-song(The38thResearchInstituteofCETC,AnhuiHefei230000,China)Abstract:Beingoneofthekeypartsinthevibrationtestoftheairborneequipment,thefixturedirectlyeffectsw

3、hetherthevi-brationtestissuccessful.Basedonthefiniteelementanalysis(FEA),thispaperoptimizedafixtureofairborneequipment.Thefirstmodeoftheoptimizedfixturestructurewastestedbyasinesweeptest.AndtheerrorbetweentheFEAresultandthetestresultwasunder10%.Thisoptimizingmethodwouldprovideus

4、efulreferenceforvibrationfixturesofequipment.Keywords:airborneequipment;vibrationtest;fixture;finiteelementanalysis0引言环境振动试验是可靠性工程的重要组成部分之[1]一。近年来,随着航空航天领域军事装备对产品性能以及可靠性要求的不断提高,对环境振动试验的要求越来越高。在机载设备振动试验中,由于电子设备组成多、集成度高、模态复杂,夹具的结构水平直接影响试验的可信度。1机载设备简介图2机载设备随机振动谱形图机载设备位于飞机腹部两侧,对称分布。

5、外形为立方体,结构尺寸约为850mm×300mm×150mm,质3振动夹具设计量约为50kg,图1为机载设备的三维模型示意图。3.1振动夹具作用振动夹具是试件能够顺利进行振动试验的关键部件之一。在试验中,夹具起到固定试件、模拟被测对象的外部环境约束及传递振动载荷的作用。夹具设计的优劣将直接影响试验能否顺利进行以及试验图1机载设备的三维模型示意图结果的真实性,如存在缺陷可能导致试验时发生共振而导致受试样品损坏,或试验参数和其容差不符合有2振动试验条件关试验规范或标准的要求。根据产品验收大纲的要求,某型机载设备交3.2振动夹具设计要求付前必须按国家军用标准

6、(GJB)要求完成交付试理想的振动夹具,应当能够不失真地将振动激励验。其中振动试验条件为随机振动,振动谱形如传递给试件,这对夹具的刚度、质量、固有频率等动态图2所示。振动台选用苏州东菱公司的ES-160特性参数提出了严苛要求。根据强迫振动的振幅频型电动振动台。率特性,当振动台的振动频率与振动夹具的固有频率∗收稿日期:2016-03-01作者简介:毛亮(1986-),女,安徽桐城人,工程师,研究方向:雷达结构设计。·138··机械研究与应用·2016年第2期(第29卷,总第142期)设计与制造比接近1时将发生共振。因此要使振动夹具的最低旦夹具加工成型,传

7、递特性很难改变,如果不满足使[2]固有频率尽量远离振动试验频带。根据f=用要求,不仅浪费了耗材与人工,也浪费了宝贵的研k/m,刚度k保持不变的情况下,质量m越小,夹具发时间。因此,邓柯莱法与试验法均不能充分满足需的固有频率f越高,更有利于振动试验的顺利实施。求。随着现代结构动态设计方法与计算机技术的发美国圣地亚实验室根据美军标MIL-STD-810B展,将有限元仿真分析与试验模态分析技术结合起要求所制定的振动夹具设计规范[3],对夹具的要求来,应用于夹具设计,将是一个快速、高效、经济且满进行了量化,除对夹具的一阶最低固有频率进行规定足工程精度的设计方法

8、。外,同时对夹具在不同试验频段内的共振频率个数及4.2有限元分析方法评估振动夹具特性峰值提出了

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