正弦加随机振动控制技术的研究

振动是产品失效的主要环境因素之一 ,在实验室里 ,模拟实际振动环境 ,是降低成本 ,提高可靠性的基本途径。在航空、航天、机械和运输等工程技术领域 ,大量的环境振动是正弦加随机振动。由于正弦加随机振动的复杂性 ,人们通常把随机振动和正弦振动分开进行 ,但它不能真实地反映在随机振动和正弦振动共同作用下 ,结构损伤 ,疲劳破坏的程度 ,为了检查设备及部分结构的可靠性和耐振强度 ,必须做正弦加随机振动试验。因此研制正弦加随机振动控制设备具有非常重要的意义。把原始的正弦加随机组合信号分离为正弦信号和随机信号 ,是正弦加随机振动控制技术的关键。本文采用数字跟踪滤波器用软件的方法分离出正弦信号和随机信号 ,     

随机振动应用于环境应力筛选技术中的几个问题

提出了环境应力筛选技术中随机振动应用的几个技术问题,详细介绍了随机振动夹具的设计,振动台随机推力的估算、位移的核算、总有效值加速度的计算,以及试验设备和均衡方法的选择、验证等技术问题。文章最后指出:随机振动加温度循环是高效环境应力筛选的工艺手段,对消除电子及机电产品的早期故障有特殊功效。     

基于MSC.Fatigue的电子设备随机振动疲劳分析

针对机载电子设备随机振动问题,研究利用数字仿真技术预测结构随机振动疲劳寿命的方法.以某机载电子设备结构为研究对象,根据随机振动理论和有限单元法,采用MSC.Fatigue软件进行随机振动疲劳分析,计算疲劳寿命大小及分布.通过把计算结果与试验结果进行对比,证明利用随机振动疲劳分析方法预测此类产品的疲劳寿命是可行的.     

液压管路系统随机振动下疲劳分析

民用飞机液压管路系统受到飞机振动环境的影响,可能产生振动引发的管路及安装结构疲劳破坏。为了分析液压管路系统在飞机振动环境下的承受能力,参考RTCA/DO-160G中对于固定翼飞机振动环境的定义及要求,对某民用飞机液压管路进行振动模态和随机振动响应分析。通过有限元分析得出了液压管路及安装结构的随机振动Von Mises均方根应力,采用基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法,计算管路系统的随机振动疲劳损伤,得到了疲劳薄弱部位及疲劳分析结果,为民用飞机液压管路在随机振动环境下的疲劳分析提供参考。     

热流环境下薄壁结构随机振动响应计算与疲劳分析

针对高速热流环境下薄壁结构随机振动应力响应变化规律与疲劳失效问题,进行了数值仿真计算与高温随机振动试验。通过对比仿真计算结果与试验结果发现模态误差小于28%,应力响应误差小于4%。结构疲劳失效时间误差小于3 430 s,验证了此仿真方法的可用性与准确性。使用该数值仿真方法,基于耦合的FEM/BEM（有限元/边界元）理论,通过Fluent软件模拟高速热流环境,实现了高速热流环境下薄壁结构随机振动应力响应的计算。获取了薄壁结构在不同振动量级与热流环境影响下动力学响应与疲劳失效时间。分析不同环境温度各流速下结构热随机振动应力响应及疲劳失效时间变化规律,并阐述造成这种变化的原因。完成的工作可对高速热流环境下薄壁结构热随机振动疲劳失效时间预估提供参考依据。     

机载电子设备随机振动频域法疲劳仿真分析

为了避免航空机载设备结构以及安装部位在随机振动负载的作用下出现结构疲劳破坏的现象,使其在运行中具有优良的可靠性,基于频域法的随机振动疲劳寿命理论,通过机载电子设备在振动环境下的疲劳仿真分析及寿命估算方法,以某机载电子设备为例,使用MSC.Patran/Nastran/Fatigue有限元软件进行疲劳寿命仿真分析,计算得到了其疲劳寿命值。研究结果对航空器机载设备的设计具有一定的借鉴和指导意义。     

环境应力筛选方法

为了提高产品的可靠性,就要对产品进行可靠性试验,对此,本文介绍了一种随机振动加温度循环的环境应力筛选方法。这种方法用于生产线上出厂前的电子产品筛选试验。其目的是把产品故障消灭于交付使用之前,使产品的可靠性提高。本文还对施加随机与正弦振动环境进行了比较,试验结果表明,施加随机振动比施加正弦振动有效得多。     

谈随机振动

四十年代末,由于喷气式飞机的出现,在;振动领域中产生了一个新课题——随机振动的研究。五十年代中期,人们还在热烈地争论是否要进行随机振动试验。到六十年代初,振动标准中就引进了随机振动试验方法。到七十年代,随机振动试验已;得到相当程度的普及。随机振动的历史不长,但由于高速飞行器的迅速发展及其它方面生产实践的需要,其理论、测量、分析技术,试验和控制技术及相应设备在近三十年来得到很大的发展,随机振动虽然始源于航空,但它的研究和应用已扩展到船舶、机械,建筑等许多行业。     

振动传感器随机校准技术达到国际先进水平

由长城计量测试技术研究所承担的“随机振动核准装置及其技术研究”课题，干1993年12月25日通过由中国航空工业总公司技术质量监督局主持的专家技术鉴定。国防科工委和总公司有关司局领导应邀出席了会议。随着航空、航天、电子、兵器等军事科学技术的发展，随机振动被广泛应用于可靠性试验和环境试验等各个领域。振动传感器和随机核准成为当前紧迫要解决的问题。课题组几年来在随机振动试验技术应用于计量，检定和校准方面做了大量的研究工作，建立了振动传感器的随机校准系统。该系统能实现谱密度话形，加速度总均方根值闭环控制，采用2种…     

航空发动机外部附件振动试验载荷谱编制

编制准确有效的航空发动机附件系统振动试验载荷谱是提高振动环境试验有效性,从而提高附件可靠性的关键手段。 针对行业中采用的振动环境试验载荷谱不能准确考虑实际发动机外部振动环境特征,严重影响振动环境试验有效性的现状,基于 涡扇发动机外部振动环境实测数据,采用离散频谱校正技术和工程截取法将简谐与随机2类振动信号进行分离,并充分考虑振动 环境的非确定性和多工况影响,统计归纳获得2类振动信号的上限值,划分频段并简化实测谱,编制适用于共振驻留试验的简谐 振动试验载荷谱和随机振动试验的随机振动试验载荷谱。结果表明：采用离散频谱校正技术对简谐振动信息具有良好的识别精 度,在强噪声影响下幅值识别误差仍控制在5%以内;采用工程截取法提取随机振动组分具有较高的效率;频谱分频段简化编制载 荷谱的方法既能保留振动能量的频域分布特征,又具有良好的工程应用便捷性。基于实测振动数据所编制的载荷谱能够为航空 发动机外部附件的振动环境试验提供关键输入。     

星敏感器主反射镜组件的设计与分析

对星敏感器主反射镜组件利用有限元分析软件MSC.Patran建立了有限元模型,用MSC.Nastran对其进行模态分析及正弦振动分析,并进行了随机振动响应分析。通过对该结构在正弦激励下的加速度、速度、位移响应,以及随机振动结果的分析,验证该主反射镜组件设计是否合理,并最后给出了组件结构的改进建议。     

随机振动响应方差的直接算法

将动力学方程经过系统扩阶和模态变换构成李雅普诺夫方程,可直接求得大型有限元结构的平稳随机振动响应方差.用等效线性化方法处理杜芬系统后,求解李雅普诺夫方程可以得到一套高效高精度求解杜芬系统随机振动响应方差的方法.仿真对误差进行了估计,结果验证了方法的高效和精确性.      

基于遗传算法的多振动台随机振动控制方法

 针对多振动台随机振动控制问题中求解补偿矩阵的广义逆算法,提出利用遗传算法对补偿矩阵的初值进行优化,解决了该类非线性、大范围极值求解问题。双振动台随机振动控制的仿真实验研究表明:将基于遗传算法的广义逆求解补偿矩阵方法引入随机振动控制过程,在同等精度条件下,计算时间大为缩短并改善了控制中共振峰处的奇异性,使广义逆算法在多振动台随机振动控制中的在线应用成为可能。     

敷设黏弹性阻尼层的复合材料结构非平稳随机振动分析

提出了对敷设黏弹性阻尼层的复合材料层合结构非平稳随机振动分析的高效精确算法.考虑了黏弹性阻尼材料对激振频率的依赖性及Adams提出的复合材料层合结构的阻尼模型.为解决依赖频率变化的非经典阻尼的复杂结构,结合实模态降阶直接解法对虚拟激励法做了相应的发展,并采用精细积分法高效精确地求解了随机振动方程.以国产有限元程序系统DDJ为平台开发了相应的程序,并对某飞机的水平尾翼的复合材料安定面结构进行模拟研究,从复杂的计算及合理的结论可以看出,本文中所提出的方法对于这类十分复杂复合材料结构在航空领域的非平稳随机振动分析十分有效.     

大型精密稳定平台阻尼减振系统仿真与优化设计

机载大型高精度惯性测量设备对稳定平台的隔振环境要求很高。本文提出了增加斜置阻尼器的平台阻尼减振系统方案,并通过有限元仿真软件对该系统方案进行了动力学仿真验证,包括模态、谐响应、瞬态动力及随机振动等方面的分析。对系统的实际谐振频率、动态放大系数、缓冲加速度及随机振动加速度响应等方面进行了计算、比较和优化。从中进一步认识了减振器、斜置阻尼器参数及其组合在六自由度减振系统中的作用和影响。所述方法具有重要的实际工程分析意义,有助于减少试验成本,缩短研制周期。     

基于ANSYS的动调陀螺组合减振器振动特性分析

动调陀螺挠性接头采用挠性细颈结构支撑整个转子组件,对环境振动较为敏感,为了能适应运载火箭的振动环境,需要对动调陀螺安装支架进行减振设计,采用ANSYS软件对减振器进行模态分析和随机振动分析,分析结果与试验结果一致,符合设计要求。     

典型电子封装结构的疲劳分析

针对电子封装设备随机振动问题和功率发热问题,以板级陶瓷柱状阵列(CCGA,Ceramic Column Grid Array)封装组件为研究对象,根据随机振动理论和热分析基本理论,分别采用MSC.Fatigue和ANSYS有限元软件,分析了该模型在随机载荷、热和对流载荷作用下的应力应变情况,并在此基础上根据损伤理论得到了焊点的疲劳寿命大小及分布。     

热振环境下钛合金薄壁结构疲劳寿命

由于钛合金薄壁结构长时间在飞行热振环境下结构内部产生不断变化的应力,可能引起结构疲劳失效,因此借助振动试验台搭建了高温振动疲劳测试系统,测定了20、150℃和300℃温度条件下钛合金悬臂薄板结构的随机振动S-N疲劳曲线,并建立了上述温度条件下钛合金悬臂薄板结构的疲劳寿命预测表达式,根据其计算得到的预测寿命与试验件的实际寿命相比误差较小,300℃、45.36 MPa应力水平下误差仅为3.76%。该方法可用于高温随机振动载荷作用下结构的疲劳性能和寿命预测研究。     

三维随机振动环境下MEMS加速度计输出特性分析

对MEMS惯性测量单元进行了三维随机振动试验,初步探讨了MEMS惯性测量单元在三维振动试验条件下的故障模式:3个轴的MEMS加速度计均出现了零位偏移,该现象在单轴振动试验环境中并没有出现.从理论和仿真分析了该现象产生的机理,提出了解决办法并通过了试验验证.结果表明:三维振动比单轴的振动更能接近真实的振动环境,结构被激发的模态更丰富.通过采取措施,减小了加速度计的零偏值,从9.4m/s2降至1.97m/s2.     

单自由度线性机械系统在振动与冲击试验中损坏可能性的比较

本文比较了单自由度线性机械系统在稳定振动、随机振动、运输试验(汽车与火车)及冲击试验中动态响应的大小。可以看出，产品损坏的可能性以冲击试验最小，稳态振动较大，而随机振动与运输试验最大。