隨著運(yùn)載火箭規(guī)模越來越龐大,箭上電氣系統(tǒng)越來越復(fù)雜、功能越來越重要,同時(shí)其可靠性也越來越難以保證。電氣系統(tǒng)主要由各種箭載電子設(shè)備及電纜組成,要保證電氣系統(tǒng)的高可靠性,首先應(yīng)保證箭載電子設(shè)備的可靠性。電子設(shè)備通常包含眾多精密的電子元器件。在運(yùn)載火箭發(fā)射、飛行過程中惡劣的振動(dòng)、沖擊、過載等力學(xué)環(huán)境作用下,電子設(shè)備響應(yīng)比較劇烈,其印制電路板發(fā)生較大的動(dòng)態(tài)彎曲變形,這是導(dǎo)致電子設(shè)備故障乃至引發(fā)電氣系統(tǒng)失效的主要原因之一。由電子設(shè)備失效引起的質(zhì)量問題歷來比較多,以2016年發(fā)生的質(zhì)量問題為例,全年共發(fā)生253個(gè)質(zhì)量問題,其中電子設(shè)備質(zhì)量問題有103個(gè),占40.7%。從已歸零的質(zhì)量問題來看,電子設(shè)備故障主要由力學(xué)環(huán)境、熱環(huán)境、電磁兼容、自然環(huán)境等造成,其中由力學(xué)環(huán)境造成的質(zhì)量問題占20%。因此,對箭載電子設(shè)備力學(xué)環(huán)境開展數(shù)值仿真和可靠性設(shè)計(jì)要素研究,梳理箭載電子設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)要素,用于指導(dǎo)從設(shè)計(jì)源頭提高產(chǎn)品固有可靠性;探索通過力學(xué)環(huán)境數(shù)值仿真提前發(fā)現(xiàn)力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)缺陷的可行途徑,從而有效避免在地面試驗(yàn)甚至飛行試驗(yàn)中出現(xiàn)故障才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷,對避免箭載電子設(shè)備設(shè)計(jì)反復(fù)、提高電氣系統(tǒng)可靠性、減少質(zhì)量... 

【文章來源】：中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 電子設(shè)備振動(dòng)可靠性發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論
        2.2.1 模態(tài)分析理論
        2.2.2 隨機(jī)振動(dòng)理論
    2.3 疲勞相關(guān)理論
        2.3.1 S-N曲線
        2.3.2 線性累積損傷理論
    2.4 本章小結(jié)
3 電子設(shè)備結(jié)構(gòu)仿真建模及動(dòng)力學(xué)特性研究
    3.1 引言
    3.2 模型介紹
    3.3 模態(tài)分析
    3.4 正弦掃描分析
    3.5 隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析
        3.5.1 隨機(jī)振動(dòng)力學(xué)環(huán)境
        3.5.2 電子設(shè)備隨機(jī)振動(dòng)
    3.6 不同建模方法對比
        3.6.1 管腳位置仿真結(jié)果對比
        3.6.2 電路板其他點(diǎn)仿真結(jié)果對比
    3.7 管腳位置的疲勞壽命研究
        3.7.1 壽命研究方法
        3.7.2 管腳疲勞壽命研究
    3.8 本章小結(jié)
4 電子設(shè)備模態(tài)及振動(dòng)試驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 模態(tài)試驗(yàn)
        4.2.1 模態(tài)試驗(yàn)原理
        4.2.2 測試方法
        4.2.3 測點(diǎn)布置
        4.2.4 模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果
        4.2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.3 振動(dòng)試驗(yàn)
        4.3.1 試驗(yàn)振動(dòng)控制
        4.3.2 測點(diǎn)布置
        4.3.3 振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果
        4.3.4 試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對比
    4.4 本章小結(jié)
5 可靠性設(shè)計(jì)要素研究
    5.1 引言
    5.2 本章采用模型
    5.3 三區(qū)間法計(jì)算疲勞壽命比值簡化
    5.4 減振墊的影響研究
        5.4.1 振動(dòng)試驗(yàn)加速度結(jié)果
        5.4.2 基于試驗(yàn)結(jié)果的隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.4.3 小結(jié)
    5.5 管腳數(shù)量的影響研究
        5.5.1 模態(tài)分析對比
        5.5.2 頻響分析對比
        5.5.3 隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.5.4 小結(jié)
    5.6 元器件位置的影響研究
        5.6.1 模態(tài)分析對比
        5.6.2 頻響分析對比
        5.6.3 隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.6.4 小結(jié)
    5.7 支撐結(jié)構(gòu)的影響研究
        5.7.1 模態(tài)分析對比
        5.7.2 頻響分析對比
        5.7.3 隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.7.4 小結(jié)
    5.8 螺釘安裝密度的影響研究
        5.8.1 模態(tài)分析對比
        5.8.2 頻響分析對比
        5.8.3 隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.8.4 小結(jié)
    5.9 印制電路板厚度的影響研究
        5.9.1 模態(tài)分析對比
        5.9.2 頻響分析對比
        5.9.3 隨機(jī)響應(yīng)分析
        5.9.4 小結(jié)
    5.10 本章小結(jié)
6 元器件及螺釘位置優(yōu)化設(shè)計(jì)
    6.1 引言
    6.2 有限元模型
        6.2.1 元器件位置優(yōu)化采用模型
        6.2.2 螺釘位置優(yōu)化采用模型
    6.3 優(yōu)化算法及適應(yīng)性改進(jìn)
        6.3.1 遺傳算法
        6.3.2 模擬退火算法
        6.3.3 適應(yīng)性改進(jìn)
        6.3.4 目標(biāo)函數(shù)
        6.3.5 約束條件
    6.4 MATLAB與 NASTRAN交互方法
    6.5 元器件位置優(yōu)化設(shè)計(jì)
        6.5.1 模擬退火算法優(yōu)化
        6.5.2 遺傳算法優(yōu)化
        6.5.3 兩種算法的對比
    6.6 螺釘位置優(yōu)化設(shè)計(jì)
        6.6.1 安裝密度k=2 螺釘位置優(yōu)化
        6.6.2 安裝密度k=3 螺釘位置優(yōu)化
    6.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]高速轉(zhuǎn)向架構(gòu)架疲勞強(qiáng)度研究[D]. 張勇陽.西南交通大學(xué) 2016
[3]機(jī)載電子設(shè)備結(jié)構(gòu)功能模塊的抗振設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 喬峰.電子科技大學(xué) 2011
[4]PBGA無鉛焊球熱疲勞可靠性有限元分析[D]. 李彥輝.南京航空航天大學(xué) 2010
[5]柴油機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的模態(tài)分析[D]. 楊平.電子科技大學(xué) 2004
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本文編號：3609209