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摘 要

本文首先阐述了航空电子设备在现代战争中的重要意义，从而表明对其结构的研究的重要意义，分析了航空电子设备的工作环境与研究方向。在此基础上，概述了在航空电子设备结构强度分析方面的方法以及国内外研究状况。由此，引出本文的研究工作。

本文主要对某航空电子机箱的结构以机械振动理论为基础进行有限元仿真研究，分析其在各种工况下的响应，据此判断其强度与刚度是否符合设计要求，之后再进行相应的疲劳寿命分析。利用ICEMCFD建立该航空电子机箱的六面体网格模型。根据建立好的有限元模型，对研究对象进行模态分析和静力学分析。在模态分析的基础上，对研究对象进行动力学分析。在随机振动分和瞬态冲击响应分析中，分别从激励、响应结果云图、节点响应曲线等方面对该航空电子机箱进行分析。最后，对该研究对象进行疲劳寿命分析，具体分为全寿命疲劳分析与振动疲劳分析。

通过对该研究对象的一系列的工况研究，验证了其在复杂工作载荷下的刚强度可靠性。本文的研究分析主要是通过对各个方向的分解考虑，分清各种方向载荷对电子设备的影响。本文将模态分析和随机振动分析结合在一起，提高了对振动环境的研究系统性。在动力学分析中，同时关注整体响应和关键点的响应，突出研究的点面结合。在疲劳分析方面，从全寿命疲劳分析和振动疲劳分析入手，提高了疲劳分析的完整性。

关键词：航空电子机箱；有限元分析；机械振动；结构强度；疲劳寿命

the Influence of Working Load on the Structural Strength of an Airborne Electronic Chassis

02011534 Wu Jian

Supervisor Xia Dan

Abstract: The paper firstly expounds the avionics significance in modern wars, which shows the importance of the research on its structure, and then, the paper analyzes the avionics working environment and the research direction. On this basis, the paper summarizes the method in avionics structure strength analysis and the research status at home and abroad. As a result, the part leads to the research work in this paper.

The paper focuses on a certain type of airborne electronic chassis to simulate the structural strength, using the finite element analysis and the theory of mechanical vibration to do some research on its response under various conditions. According to the response, we can know whether its strength and stiffness meet the requirements. Then the corresponding fatigue life analysis is done. ICEMCFD is used to establish the hexahedral grid model of the airborne electronic chassis. According to the established finite element model, the object is studied on the modal analysis and the static mechanics analysis. On the basis of modal analysis, some dynamics research is done on the object. In PSD analysis and transient impulse response analysis, the main body is about load, response result, response curves. At last, the fatigue life analysis is done on the object. The main work is about the total life fatigue analysis and vibration fatigue analysis.

Based on the research said above, the strength reliability is verified under the complex work load. The analysis in this paper is mainly based on the decomposition of consideration in all directions, distinguish various direction load effects on electronic devices. In this paper, the modal analysis and random vibration analysis are considered together, raised the research systematically in the vibration environment. In the dynamic analysis, the overall response and the response of the key points are paid attention to at the same time, providing outstanding research. The fatigue analysis is divided into the two parts ---- the fatigue life analysis and the vibration fatigue analysis, improving the integrity of the fatigue analysis.

Key words: airborne electronic chassis; finite element analysis; mechanical vibration; structural strength analysis; fatigue life

目录

第一章 绪论 6

1.1课题研究背景 6

1.1.1机载电子设备的可靠性概述 6

1.1.2机载电子设备的结构强度分析 7

1.2电子设备结构强度分析国内外研究现状及分析 8

1.2.1国外研究发展与现状 8

1.2.2国内研究发展与现状 8

1.3本文的主要工作 9

第二章 航空电子机箱有限元模型的建立 10

2.1引言 10

2.2有限元分析前处理软件的选择 10

2.2.1划分网格软件的介绍 10

2.2.2ICEMCFD作为本研究前处理器的可行性分析 10

2.3ICEMCFD划分结构化网格的一般步骤 11

2.3某航空电子机箱有限元模型的建立 12

2.3.1航空电子机箱的结构 12

2.3.2几何模型及材料 12

2.3.3有限元模型 13

2.3.4边界条件的处理 15

2.3.5单位处理 16

2.4本章小结 16

第三章 航空电子机箱的模态分析和静力学分析 17

3.1引言 17

3.2航空电子机箱的模态分析 17

3.2.1模态分析概述 17

3.2.2分析与结果 17

3.3航空电子机箱的静力学分析 20

3.3.1线性结构力学知识基础 20

3.3.2分析与结果 20

3.4本章小结 23

第四章 航空电子机箱的动力学分析 24

4.1引言 24

4.2航空电子机箱的随机振动分析 24

4.2.1随机振动激励 24

4.2.2响应结果云图 25

4.2.3位移响应分析 26

4.2.4危险点响应分析 28

4.3航空电子机箱的冲击响应分析 29

4.3.1冲击响应激励 29

4.3.2响应结果云图 30

4.3.3节点时域位移响应曲线 31

4.3.2危险点响应分析 33

4.4本章小结 33

第五章 航空电子机箱的疲劳分析 35

5.1引言 35

5.2机箱材料的疲劳属性 35

5.2.1材料LY12的S-N曲线 35

5.2.2疲劳累积损伤理论 36

5.3航空电子机箱的全寿命疲劳分析 36

5.4航空电子机箱的振动疲劳寿命分析 36

5.5本章总结 37

第六章 论文总结与未来展望 39

6.1论文总结 39

6.2未来展望 39

致谢 40

参考文献 41

第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.1.1机载电子设备的可靠性概述

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