本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS Workbench的行波管動(dòng)力學(xué)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(yīng)用最廣泛的微波真空電子元器件之一,在交通運(yùn)輸、工程建設(shè)、手機(jī)通訊等領(lǐng)域都有著重要作用。如何減少因環(huán)境振動(dòng)和工作時(shí)產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致的行波管失效是目前的研究熱點(diǎn)。由于行波管結(jié)構(gòu)復(fù)雜,三維軟件建模和通用有限元仿真計(jì)算操作難度大,設(shè)計(jì)和制造過程復(fù)雜,生產(chǎn)過程中影響其抗振性能的因素太多,考察各因素的影響導(dǎo)致設(shè)計(jì)過程復(fù)雜,因此計(jì)算機(jī)模擬優(yōu)化行波管動(dòng)力學(xué)特性是一種有效的設(shè)計(jì)方法。但在行波管仿真研究過程中,缺乏針對性的接口平臺(tái)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(shè)計(jì)工作的進(jìn)展。本文在原有通用有限元軟件開發(fā)研究的基礎(chǔ)上,針對國內(nèi)外行波管的研究工作存在的問題,運(yùn)用Pro/E和ANSYS Workbench進(jìn)行對行波管的設(shè)計(jì)仿真優(yōu)化工作,著重開展對行波管整管的動(dòng)力學(xué)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(shè)計(jì)仿真軟件,完善對通用有限元二次開發(fā)平臺(tái)的研究。研究工作如下:首先,本文分析了行波管各結(jié)構(gòu)尺寸對抗振性能的影響,研究了Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù),使用統(tǒng)一裝配基準(zhǔn)的方式和參數(shù)傳遞技術(shù),得到行波管參數(shù)化三維模型,完成了行波管零部件三維建模中的參數(shù)化工作;其次,完成了行波管有限元仿真計(jì)算,通過模塊化的手段簡化了仿真過程的參數(shù)設(shè)置過程,該過程可根據(jù)行波管各零件的特點(diǎn)進(jìn)行針對性的優(yōu)化設(shè)置,提高了行波管有限元仿真模型的布局準(zhǔn)確性和效率;接著,根據(jù)上述行波管設(shè)計(jì)仿真工作的需要,運(yùn)用C#設(shè)計(jì)完成了基于ANSYS Workbench的行波管專用設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)的二次開發(fā)工作,并將三維模型設(shè)計(jì)功能和有限元仿真設(shè)置功能打包在二次開發(fā)平臺(tái)內(nèi);最后,通過配置數(shù)據(jù)庫中的行波管仿真數(shù)據(jù),對軟件的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了全面調(diào)試和運(yùn)行,成功地在該軟件平臺(tái)上進(jìn)行行波管優(yōu)化設(shè)計(jì)并調(diào)用ANSYS Workbench求解計(jì)算,得到了行波管振型圖和溫度分布圖,為模擬仿真設(shè)計(jì)過程提供優(yōu)化依據(jù),驗(yàn)證了本文建立的二次開發(fā)平臺(tái)在工程應(yīng)用中的可行性。本文通過對行波管三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì),得到了可利用Pro/E數(shù)據(jù)庫輔助計(jì)算的參數(shù)化模型,對行波管有限元仿真計(jì)算工作的優(yōu)化和專用設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)的二次開發(fā),為行波管仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠性研究奠定了工程應(yīng)用基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN124

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本文編號：1168851