隨著飛機、動車等設備電氣化程度的提高,設備內(nèi)的電磁環(huán)境日趨復雜。當設備的使用年限增加時,鋪設于其中的線纜的傳輸性能可能由于復雜的工作環(huán)境作用而發(fā)生變化,大大增加了設備故障的風險。然而現(xiàn)階段的電磁兼容評估并未考慮設備使用過程中非電磁環(huán)境應力的影響,因此,本課題針對線纜的電磁兼容特性在實際運行過程中受振動影響這一現(xiàn)狀,探究在振動應力下線纜的電磁兼容特性,提出利用隨機點配置法對振動帶來的位置隨機性進行處理,搭建考慮電參數(shù)不確定性的線纜串擾模型與輻射模型,通過仿真分析這些不確定性對線纜電性能的影響,為更加貼近設備實際使用環(huán)境下的電磁兼容性評估提供理論和技術支持。線纜受到振動時電磁兼容特性的變化,從本質上說是一個多級不確定性傳遞問題。因此,本文首先從振動力學角度,分析線纜在受到隨機振動時的最大位移響應。通過振動力學的理論分析,結合有限元仿真,分析線纜受迫振動時位移響應的影響因素,并基于高斯分布的假設求解3-σ位移,作為后續(xù)不確定性分析的位移范圍。其次,本文對線纜電磁兼容特性的計算方式進行探究。對于線纜串擾特性,利用時域有限差分方法搭建雙導體傳輸線模型,對近端串擾電壓與遠端串擾電壓進行求解。對于線... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1張緊于兩固定點的線纜模型

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-9-圖2-2線纜微元受力分析22222(,)0(,0)0,(,0)00(0,)(,)00yyafxtxLtxyxyxxLtytyLtt=+====(2-2)式中Ta=表示彈性波沿線的傳播速度。對于微分方程組(2-2)，利用本征函數(shù)展開法進行求解。首先需要找到一組完備的本征函數(shù)，再將y(x,t)與f(x,t)按本征函數(shù)展開為：11(,)()()(,)()()nnnnnnyxtFtYxfxtgtYx====(2-3)設法求解出Tn(t)即可。而關于本征函數(shù)組{Yn(x),n=1,2,…}的選取，最簡單的做法是選取{Yn(x)}為相應齊次定解問題的本征函數(shù)[65]，即{Yn(x)}滿足：222220,0(0,)(,)00yyaxLttxytyLtt===(2-4)對于這種邊界值求解問題，利用分離變量法，假設通解形式為：y(x,t)=Y(x)F(t)其中Y(x)表示線纜的振動振型，只取決于變量x即線纜上點的位置，F(xiàn)(t)表示線纜的振動規(guī)律，只取決于振動時間t。將這個通解形式代入式(2-4)得：()()()()22222dFtdYxYxaFxdtdx=(2-5)即：()()()()222221dFt1dYxaFtdtYxdx=(2-6)

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-13-力學幾何建模構建力學模型來分析實際結構的力學特性。材料參數(shù)：密度、楊氏模量、泊松比幾何形狀：線纜長度、半徑自由度約束情況載荷情況輸入?yún)?shù)結構模態(tài)分析利用結構的固有頻率、固有振型和阻尼比等特征參數(shù)來描述結構。固有頻率固有振型阻尼比參與系數(shù)輸出參數(shù)隨機振動分析通過隨機振動分析探究結構的設計合理性，為結構優(yōu)化提供依據(jù)。位移響應譜速度響應譜加速度響應譜應力云圖輸出參量圖2-3隨機振動仿真流程圖表2-1線纜材料屬性與線纜模型參數(shù)線纜材料屬性線纜模型參數(shù)密度(kg/m3)楊氏模量(GPa)泊松比長度(m)橫截面積(mm2)張力(N)89601600.340.50.550圖2-4線纜力學仿真模型接著進行模態(tài)分析。模態(tài)分析是研究結構動力特性的一種方法，它是根據(jù)結構的固有特征，包括頻率、阻尼比和模態(tài)振型等動力學屬性來描述結構的過程。每一個模態(tài)都具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。對于所設計的結構，其固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型需要在設計階段加以確定，以探究當有外力激勵結構時會對結構產(chǎn)生何種程度的影響，以便對結構進行相應的優(yōu)化。實際的振動可以看作是各階模態(tài)共同作用的結果，各階模態(tài)對整體結果體系振動的貢獻程度不同，越高階的模態(tài)貢獻程度越小，因此通常取前5階模態(tài)共同作用的結果。由方程(2-10)解得固有振動頻率的理論值計算公式(2-26)，計算前5階固有振動頻率。通過ANSYS求解線纜在此約束下的前5階固有振動頻率如表2-2所示。由于結構的模態(tài)不受外部載荷影響，只與結構本身及約束情況有關，通過與理論值對比


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