隨著火箭導(dǎo)彈受到的力學(xué)環(huán)境也越來(lái)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(dòng)沖擊環(huán)境也十分嚴(yán)酷。目前國(guó)外對(duì)儀器設(shè)備失效機(jī)理分析以及損傷壽命評(píng)估已得到廣泛開(kāi)展,而國(guó)內(nèi)對(duì)該領(lǐng)域的研究甚少。通過(guò)探究?jī)x器設(shè)備損傷機(jī)理,對(duì)設(shè)備損傷壽命進(jìn)行評(píng)估,對(duì)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(dòng)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(dòng)沖擊力學(xué)環(huán)境下?lián)p傷,通過(guò)仿真分析其力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行壽命評(píng)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(dòng)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(kāi)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(lì)的模式進(jìn)行損傷對(duì)比,是目前研究振動(dòng)壽命評(píng)估的主要方向。本文針對(duì)典型CQFP封裝結(jié)構(gòu)儀器,開(kāi)展有限元建模技術(shù)的研究,基于激光測(cè)振技術(shù)開(kāi)展模態(tài)試驗(yàn)以及頻響試驗(yàn),并對(duì)有限元模型進(jìn)行修正。通過(guò)對(duì)比單軸多軸激勵(lì)下放大特性,發(fā)現(xiàn)多軸向激勵(lì)可以激發(fā)結(jié)構(gòu)更多的模態(tài)以及更大的能量。開(kāi)展隨機(jī)振動(dòng)封裝結(jié)構(gòu)損傷壽命評(píng)估研究,分別用三區(qū)間法、Dirlik法、雨流計(jì)數(shù)法對(duì)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(píng)估;并分析不同帶寬下三種方法適用性。開(kāi)展單軸與多軸激勵(lì)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(gè)正交軸依次振動(dòng)以等效多軸振動(dòng)的試驗(yàn)手段不一定保守。最后,本文開(kāi)展二者損傷等效研究,對(duì)單軸振動(dòng)制定基于二者損傷等效的激勵(lì)條件,使得二者振動(dòng)環(huán)境下壽命相等。
【學(xué)位單位】：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：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(guó)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(dòng)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(dòng)疲勞基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)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(dòng)理論
        2.2.3 動(dòng)力學(xué)響應(yīng)研究
    2.3 疲勞相關(guān)理論
        2.3.1 S-N曲線(xiàn)
        2.3.2 變幅載荷譜下疲勞壽命
    2.4 多軸隨機(jī)振動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)
        4.3.1 X方向單方向振動(dòng)結(jié)果
        4.3.2 Y方向單方向振動(dòng)結(jié)果
        4.3.3 Z方向單方向振動(dòng)結(jié)果
    4.4 多軸振動(dòng)
    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(dòng)損傷研究
    5.1 引言
    5.2 單軸多軸隨機(jī)振動(dòng)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(dòng)狀態(tài)壽命損傷對(duì)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(lì)制定方法
    5.4 基于損傷等效的單軸激勵(lì)條件研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 儀器設(shè)備隨機(jī)振動(dòng)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(dòng)壽命試驗(yàn)研究
        6.3.2 仿真分析
        6.3.3 多軸振動(dòng)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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