论文总字数：25080字

摘 要

飞机在飞行的过程中俯冲、加速、起飞等主要机动性动作都伴随着较大的加速度、冲击、振动等现象，而这会直接施加到机载加固机箱中，使机箱处于恶劣的环境条件下。本文主要校验机载加固机箱在这样的环境条件下能否正常的工作。

本文以机载加固机箱为研究对象，机箱模型包括机箱框架，前后盖板，主要电子器件等元器件。依据模型的装配关系建立机载加固机箱模型的零件的简化有限元模型，使用ANSYS的ICEM软件建立零件的有限元模型之后，对模型的有限元模型进行组装，添加相应的连接关系，为环境条件给机载加固机箱的影响的研究提供基础。

本次研究主要分析了机载加固机箱动力学性能，进行模型的模态分析，得到前20阶模态，以模态分析为基础，完成随机振动响应分析，进行冲击响应分析。得出结论：机载加固机箱在多种环境条件下没有发生塑性变形，能够在试验的环境条件下工作。本文主要用ICEM前处理，用ANSYS分析，为模型的动态响应分析提供一种方法。

关键词：有限元模型；模态；冲击；随机振动

The Environment Condition’ Influence To The Structural Strength Of Airborne Case

02012328 Li Xinjun

Supervised by Xia Dan

Abstract：

When the airplane flying, it produces some bad physical phenomenon such as large acceleration or vibration and shock. This bad physical phenomenon make the airplane working on the wicked environment.

This paper checks the structural strength of the airborne case if it working in this environment. Our airborne case includes three parts: the frame cover and the electronic component. This paper builds the finite element model for the component of airborne case and assembles the finite element of assembly body by using ANSYS ICEM. And this paper researches the dynamics performances of airborne case.

This paper completes the random vibration simulation of airborne case based on modal analysis; completes the transient analysis of airborne case when something attacks the airborne case. Through the analysis of this paper, we know that the airborne case can work on the environment we give and it done not have plastic deformation. This paper uses ICEM to build finite element modal and uses ANSYS to analysze, which provides a method of dynamic simulation.

Key words: The finite element model; modal analysis; transient analysis; random vibration

目录

1 绪论 1

1.1背景 1

1.2主要内容 1

1.3国内外研究现状 1

1.4主要结构介绍 3

1.5研究方法 3

2 建立零件有限元模型 4

2.1有限单元法基本理论 4

2.2网格生成选择 4

2.2.1单元质量 4

2.2.2生成网格的方法 5

2.2.3手动生成网格 5

2.3建立零件有限元模型 5

2.3.1生成有限元模型过程 5

2.3.2block划分 5

2.3.3网格质量要求 6

2.3.4建立有限元模型实例 6

3 装配有限元模型 10

3.1零件位置装配 10

3.2零件连接方式选择 11

3.3装配前的PART设置 12

3.4总体装配图 12

4 模态分析 13

4.1导入ANSYS设置材料，加载约束 13

4.2模态分析基本理论 13

4.3模态提取方法选择 14

4.3模态分析结果 15

4.4本章小结 17

5 随机振动分析 18

5.1随机振动的振动要求 18

5.2随机振动分析过程 18

5.3随机振动结果 18

5.4本章小结 22

6 冲击响应分析 23

6.1冲击响应分析介绍 23

6.2冲击响应分析方法 23

6.3冲击响应分析过程 24

6.4冲击响应分析结果 24

6.5本章小结 28

7 结论及未来展望 29

致谢 30

参考文献 31

第1章 绪 论

1.1背景

空中作战能力在现代战争中已经发挥了重要的作用，空中战争的主要目的是掌握制空权，而掌握制空权的主要手段就是电子对抗与空中作战能力。空中作战的主体是飞机，飞机在运动过程中的所有动作，诸如起飞、拉起、加速、减速、转弯、着陆等运动过程都会产生加速度、冲击、振动等动力学现象，而且飞机的起飞、爬升下滑等过程也时刻承受着外部载荷：飞机飞行的过程中机身与机翼高速运动，在运动的过程中与大气发生剧烈摩擦，产生振动^[1]，飞机周围的大气环境也不尽相同，大气的流动速度，湿度等造成飞机在飞行过程中与大气产生的振动的频率变化较大，而且飞机在飞行的过程中所用到的姿势调整等动作也会改变飞行环境，这给飞机的结构设计提出了要求；而另一方面，飞机自身发动机也会产生振动，这也是飞机重要的的振源，在考虑外部环境的情况下也要考虑自身振动；飞机本身也有质量，飞机在平稳飞行时不会产生加速度，但是飞机在加速、爬升、转弯等过程中会产生较大的加速度，这个加速度不仅是普通的类似于重力的大小与方向，可能在水平面也会产生加速度，而且可能会比较大；飞机在飞行的过程中也会受到诸如突然从一种空气流动状态到另外一种流动状态，这会给飞机造成冲击，也给飞机的结构设计提出要求。诸如以上的这些飞机的飞行的环境条件给飞机的总体结构强度设计提出了要求：在考虑飞机的静载荷的作用的同时也要考虑飞机的动载荷作用，特别应该分析飞机飞行的本身固有频率，以避开飞机飞行过程中的共振情况。

1.2主要内容

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