【摘要】：機(jī)載電子設(shè)備主要用于實(shí)施空中警戒,提供準(zhǔn)確的航行信息,其工作可靠性直接關(guān)系著飛機(jī)的飛行安全。印制電路板是機(jī)載電子設(shè)備的主要部件,在工作時(shí)會(huì)受到不同形式的振動(dòng)載荷,為了提高機(jī)載電子設(shè)備的工作可靠性,必須對(duì)印制電路板的振動(dòng)特性進(jìn)行分析。針對(duì)印制電路板,本文主要做了以下四個(gè)方面的研究:1)論文采用局部均勻化思想,提出了一種面向元器件動(dòng)態(tài)性能分析的PCB板的簡(jiǎn)化算法,基于C++與ANSYS的APDL語(yǔ)言,開發(fā)了機(jī)載印制電路板振動(dòng)特性分析平臺(tái);在此基礎(chǔ)上,建立了一種基于粒子群算法的機(jī)載印制電路板支撐布局優(yōu)化方法,通過(guò)具體算例討論了四點(diǎn)支撐的最優(yōu)布局方案。2)根據(jù)實(shí)際印制電路板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立了印制電路板的有限元精細(xì)模型;開展了目標(biāo)印制電路板的模態(tài)試驗(yàn),并與有限元仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果吻合性較好,驗(yàn)證了所建立的有限元模型的正確性。3)根據(jù)國(guó)軍標(biāo)對(duì)軍用設(shè)備的環(huán)境試驗(yàn)要求,分別對(duì)有限元精細(xì)模型進(jìn)行了隨機(jī)振動(dòng)分析、諧響應(yīng)分析以及瞬態(tài)響應(yīng)分析,較為系統(tǒng)的掌握了目標(biāo)印制電路板在不同基礎(chǔ)激勵(lì)下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特點(diǎn),并討論了在不同彈性邊界條件下,印制電路板的振動(dòng)響應(yīng)變化規(guī)律,所得結(jié)論為開展機(jī)載印制電路板的抗振設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。4)根據(jù)印制電路板的動(dòng)態(tài)特性抗振優(yōu)化目標(biāo),詳細(xì)討論了印制電路板的安裝方式、預(yù)應(yīng)力安裝以及加強(qiáng)筋布置等對(duì)印制電路板振動(dòng)特性的影響,提出了印制電路板的抗振設(shè)計(jì)方案。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V243
【圖文】：

圖 2.1 層合板各單層 Z 方向坐標(biāo)各向同性層合板，1 2 21 12E E E ,v v v有2 211 1212 112 26601- 1-Q Q 0Q Q 0 = 01- 1-0 0 Q0 02 1+E EE EQE （ ） E 為楊氏模量,v 為泊松比單層板剛度系數(shù)矩陣為：3 32 23 32 23012(1 ) 12(1 )012(1 ) 12(1 )0 024(1 )Et vEtvEt EtDEtv 單層板等效層合板，需保證前后剛度系數(shù)矩陣不變，聯(lián)立式（2.1）和式（

一定程度上相互抵消，該方法適用于 PCB 產(chǎn)品預(yù)研設(shè)計(jì)初期，既能對(duì)目標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有初步的性能預(yù)估，又能節(jié)省大量的建模計(jì)算時(shí)間。全局質(zhì)量平均法：僅考慮元器件附加的有效質(zhì)量，將目標(biāo)PCB 等效為與基板幾何尺寸相同的均勻平板，將有效質(zhì)量平均分布到上述平板，得到全局等效密度，其余材料參數(shù)應(yīng)用 PCB基板參數(shù)，該方法精度較簡(jiǎn)單建模方法有一定提升，適用于元器件材料參數(shù)不明確的情況。由于忽略了元器件的附加剛度效果，采用該方法建立模型，其模態(tài)結(jié)果較真實(shí)值偏小。全局剛度質(zhì)量平均法：在全局質(zhì)量平均的基礎(chǔ)上，考慮元器件剛度對(duì) PCB 整體的影響，通常對(duì)目標(biāo) PCB 進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)彎曲位移試驗(yàn)，以此獲得全局等效剛度的近似值。這種方法的可操作性強(qiáng)，可以系統(tǒng)的描述整個(gè)PCB 的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性，較全局質(zhì)量平均法在工程應(yīng)用上更具參考價(jià)值。局部剛度質(zhì)量平均法：對(duì)元器件的附加質(zhì)量和附加剛度處理的更加精細(xì)，不同于全局剛度質(zhì)量平均法關(guān)注的是整個(gè) PCB 板，該方法關(guān)注的是元器件所在的局部區(qū)域，如圖 2.2 所示，將元器件附加特性均勻化到局部區(qū)域，參照全局剛度質(zhì)量平均法獲得等效參數(shù)的方式，得到局部等效剛度與局部等效密度。該方法更加關(guān)注的是元器件局部區(qū)域的動(dòng)態(tài)特性，適用于有限元仿真計(jì)算，精確度較高。

一定程度上相互抵消，該方法適用于 PCB 產(chǎn)品預(yù)研設(shè)計(jì)初期，既能對(duì)目標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有初步的性能預(yù)估，又能節(jié)省大量的建模計(jì)算時(shí)間。全局質(zhì)量平均法：僅考慮元器件附加的有效質(zhì)量，將目標(biāo)PCB 等效為與基板幾何尺寸相同的均勻平板，將有效質(zhì)量平均分布到上述平板，得到全局等效密度，其余材料參數(shù)應(yīng)用 PCB基板參數(shù)，該方法精度較簡(jiǎn)單建模方法有一定提升，適用于元器件材料參數(shù)不明確的情況。由于忽略了元器件的附加剛度效果，采用該方法建立模型，其模態(tài)結(jié)果較真實(shí)值偏小。全局剛度質(zhì)量平均法：在全局質(zhì)量平均的基礎(chǔ)上，考慮元器件剛度對(duì) PCB 整體的影響，通常對(duì)目標(biāo) PCB 進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)彎曲位移試驗(yàn)，以此獲得全局等效剛度的近似值。這種方法的可操作性強(qiáng)，可以系統(tǒng)的描述整個(gè)PCB 的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性，較全局質(zhì)量平均法在工程應(yīng)用上更具參考價(jià)值。局部剛度質(zhì)量平均法：對(duì)元器件的附加質(zhì)量和附加剛度處理的更加精細(xì)，不同于全局剛度質(zhì)量平均法關(guān)注的是整個(gè) PCB 板，該方法關(guān)注的是元器件所在的局部區(qū)域，如圖 2.2 所示，將元器件附加特性均勻化到局部區(qū)域，參照全局剛度質(zhì)量平均法獲得等效參數(shù)的方式，得到局部等效剛度與局部等效密度。該方法更加關(guān)注的是元器件局部區(qū)域的動(dòng)態(tài)特性，適用于有限元仿真計(jì)算，精確度較高。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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本文編號(hào)：2797149