行波管作为一种用于放大信号功率的电真空器件,广泛应用于交通运输、雷达、手机通讯等领域,其工作时必须具备高的可靠性和稳定性。行波管通常应用在较恶劣的工作环境,工作中会不断受到振动冲击。随着行波管的小型化、大功率、高效率的不断提高,高的热负荷带来的可靠性问题越来越突出。目前,国内外对行波管可靠性研究大多是针对局部零部件的热分析和常温下的振动分析等,只有少部分的学者涉及行波管的零部件工作状态下的可靠性研究,但缺乏对整管工作时的热及振动特性(考虑热与振动多物理场耦合)的系统研究。鉴于行波管复杂的结构和高昂的制造成本,本论文结合试验和有限元方法对整管进行了工作环境下的振动特性分析及评价。首先,利用有限元软件建立行波管的有限元模型并进行了常温下模态分析,获得了3000Hz内的固有频率和振型等模态参数,并设计搭建了行波管的模态试验平台,开展试验验证。根据试验结果,建立基于Kriging模型的行波管敏感设计参数模型修正方法,获得平均偏差仅为1%的行波管整管的振动特性分析模型。其次,开展行波管工作状态下的温度场模拟,并根据温度测试结果修正了热分析的边界条件,得到了能够准确反映工作状态下实际温度分布情况的行波管热分析模型。根据修正后的热力耦合模型开展温度预应力的模态分析,获得工作状态下的行波管模态参数,确定了振动敏感部位,并分析了高温对其固有振动特性的影响。最后,进一步开展了模拟工作环境的随机振动分析,获得振动敏感部分的响应参数,对其结构的抗振特性进行评价分析。本论文通过对行波管有限元动力学模型的修正方法以及热力耦合分析方法的研究,建立了用于行波管工作状态下的振动特性分析的有限元仿真模型;获得行波管工作状态下的固有振动特性参数和外力振动响应参数,对其结构的抗振特性进行了评价;行波管工作状态下振动分析技术的建立,为行波管研制单位的设计、工艺改进提供了技术支撑。