本文關鍵詞：基于ANSYS Workbench的行波管動力學仿真分析及二次開發(fā)研究

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【摘要】：行波管是目前應用最廣泛的微波真空電子元器件之一,在交通運輸、工程建設、手機通訊等領域都有著重要作用。如何減少因環(huán)境振動和工作時產生的高溫導致的行波管失效是目前的研究熱點。由于行波管結構復雜,三維軟件建模和通用有限元仿真計算操作難度大,設計和制造過程復雜,生產過程中影響其抗振性能的因素太多,考察各因素的影響導致設計過程復雜,因此計算機模擬優(yōu)化行波管動力學特性是一種有效的設計方法。但在行波管仿真研究過程中,缺乏針對性的接口平臺給CAD和通用有限元軟件的使用帶來了操作不便、界面不友好等問題,阻礙了研究設計工作的進展。本文在原有通用有限元軟件開發(fā)研究的基礎上,針對國內外行波管的研究工作存在的問題,運用Pro/E和ANSYS Workbench進行對行波管的設計仿真優(yōu)化工作,著重開展對行波管整管的動力學特性分析,開發(fā)出模型兼容性好、仿真工況多樣化的專業(yè)設計仿真軟件,完善對通用有限元二次開發(fā)平臺的研究。研究工作如下:首先,本文分析了行波管各結構尺寸對抗振性能的影響,研究了Pro/E參數化設計技術,使用統(tǒng)一裝配基準的方式和參數傳遞技術,得到行波管參數化三維模型,完成了行波管零部件三維建模中的參數化工作;其次,完成了行波管有限元仿真計算,通過模塊化的手段簡化了仿真過程的參數設置過程,該過程可根據行波管各零件的特點進行針對性的優(yōu)化設置,提高了行波管有限元仿真模型的布局準確性和效率;接著,根據上述行波管設計仿真工作的需要,運用C#設計完成了基于ANSYS Workbench的行波管專用設計仿真平臺的二次開發(fā)工作,并將三維模型設計功能和有限元仿真設置功能打包在二次開發(fā)平臺內;最后,通過配置數據庫中的行波管仿真數據,對軟件的各個功能模塊進行了全面調試和運行,成功地在該軟件平臺上進行行波管優(yōu)化設計并調用ANSYS Workbench求解計算,得到了行波管振型圖和溫度分布圖,為模擬仿真設計過程提供優(yōu)化依據,驗證了本文建立的二次開發(fā)平臺在工程應用中的可行性。本文通過對行波管三維模型的參數化設計,得到了可利用Pro/E數據庫輔助計算的參數化模型,對行波管有限元仿真計算工作的優(yōu)化和專用設計仿真平臺的二次開發(fā),為行波管仿真優(yōu)化設計和可靠性研究奠定了工程應用基礎。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN124

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