發(fā)布時間：2020-10-23 17:16

　　 隨著火箭導(dǎo)彈受到的力學(xué)環(huán)境也越來越惡劣,儀器設(shè)備的功能更加多樣化和體積更加小型化,儀器設(shè)備不僅功率更大、溫度更高,其振動沖擊環(huán)境也十分嚴(yán)酷。目前國外對儀器設(shè)備失效機(jī)理分析以及損傷壽命評估已得到廣泛開展,而國內(nèi)對該領(lǐng)域的研究甚少。通過探究儀器設(shè)備損傷機(jī)理,對設(shè)備損傷壽命進(jìn)行評估,對提高封裝結(jié)構(gòu)可靠性具有重要意義。在某些情況下,振動沖擊所引起的失效成為封裝結(jié)構(gòu)主要失效原因,探究封裝結(jié)構(gòu)在振動沖擊力學(xué)環(huán)境下?lián)p傷,通過仿真分析其力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行壽命評估,并與試驗(yàn)相結(jié)合相互驗(yàn)證。是研究失效物理的主要途徑。實(shí)際情況下,多軸向振動狀態(tài)是航天產(chǎn)品在工作中主要承受的力學(xué)環(huán)境。開展多軸向力學(xué)環(huán)境研究,與傳統(tǒng)3正交軸依次施加激勵的模式進(jìn)行損傷對比,是目前研究振動壽命評估的主要方向。本文針對典型CQFP封裝結(jié)構(gòu)儀器,開展有限元建模技術(shù)的研究,基于激光測振技術(shù)開展模態(tài)試驗(yàn)以及頻響試驗(yàn),并對有限元模型進(jìn)行修正。通過對比單軸多軸激勵下放大特性,發(fā)現(xiàn)多軸向激勵可以激發(fā)結(jié)構(gòu)更多的模態(tài)以及更大的能量。開展隨機(jī)振動封裝結(jié)構(gòu)損傷壽命評估研究,分別用三區(qū)間法、Dirlik法、雨流計(jì)數(shù)法對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)力幅值概率分布研究,以及壽命評估;并分析不同帶寬下三種方法適用性。開展單軸與多軸激勵下設(shè)備損傷研究,得到結(jié)構(gòu)在單軸、多軸環(huán)境下?lián)p傷比,發(fā)現(xiàn)工程上采用三個正交軸依次振動以等效多軸振動的試驗(yàn)手段不一定保守。最后,本文開展二者損傷等效研究,對單軸振動制定基于二者損傷等效的激勵條件,使得二者振動環(huán)境下壽命相等。
【學(xué)位單位】：中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O327;TN405
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 封裝結(jié)構(gòu)可靠性發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 多軸及單軸振動研究現(xiàn)狀
        1.2.4 封裝結(jié)構(gòu)發(fā)展
    1.3 本文主要工作
第二章 振動疲勞基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)動力學(xué)相關(guān)理論
        2.2.1 結(jié)構(gòu)固有特性分析理論
        2.2.2 隨機(jī)振動理論
        2.2.3 動力學(xué)響應(yīng)研究
    2.3 疲勞相關(guān)理論
        2.3.1 S-N曲線
        2.3.2 變幅載荷譜下疲勞壽命
    2.4 多軸隨機(jī)振動疲勞壽命估算方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 封裝結(jié)構(gòu)仿真建模以及傳遞特性研究
    3.1 前言
    3.2 模型介紹及簡化
    3.3 材料參數(shù)及單位制
    3.4 邊界條件
    3.5 模態(tài)特性分析
    3.8 電子設(shè)備頻響分析
        3.8.1 模態(tài)疊加法
        3.8.2 電子設(shè)備頻響分析
    3.9 本章小結(jié)
第四章 封裝結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動分析以及壽命研究
    4.1 引言
    4.2 封裝結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動分析以及壽命研究理論
        4.2.1 力學(xué)環(huán)境
        4.2.2 研究原理
    4.3 單軸振動
        4.3.1 X方向單方向振動結(jié)果
        4.3.2 Y方向單方向振動結(jié)果
        4.3.3 Z方向單方向振動結(jié)果
    4.4 多軸振動
    4.5 本章小結(jié)
第五章 封裝結(jié)構(gòu)單軸、多軸隨機(jī)振動損傷研究
    5.1 引言
    5.2 單軸多軸隨機(jī)振動損傷差異研究
        5.2.1 關(guān)鍵位置處損傷分析
        5.2.2 單軸多軸振動狀態(tài)壽命損傷對比
    5.3 三區(qū)間法基于損傷等效試驗(yàn)條件研究
        5.3.1 等效原理
        5.3.2 基于三區(qū)間法壽命計(jì)算結(jié)果
        5.3.4 三區(qū)間法基于損傷等效激勵制定方法
    5.4 基于損傷等效的單軸激勵條件研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 儀器設(shè)備隨機(jī)振動損傷試驗(yàn)研究
    6.1 模態(tài)分析
        6.1.1 光學(xué)模態(tài)試驗(yàn)
        6.1.2 靈敏度分析與模型修正
    6.2 傳遞特性試驗(yàn)
    6.3 壽命試驗(yàn)
        6.3.1 振動壽命試驗(yàn)研究
        6.3.2 仿真分析
        6.3.3 多軸振動試驗(yàn)
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2853316