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本文根据电子机柜的结构特征,在分析和探讨车载振动冲击环境中机柜结构动力学建模方法的同时,应用灵敏度分析理论研究结构的动力修改以及动态性能的预估。
为使分析结果满足车载设备的整体要求并符合工程惯例,参照机柜机箱的有关标准,以当前普遍使用的电子机柜结构为样本,利用试验优化方法对机柜的主要构件进行优选,并据此研制出一台适合动力学分析的插箱式电子机柜样机。在详细地分析和研究了各结构部件的应力、应变,螺栓紧固及连接部位处理方法的基础上,建立了以梁单元和壳单元为主的机柜结构有限元模型。以此为基础,对样机结构进行了模态试验和参数识别,并与有限元模型参数进行了比较和误差分析。结果表明,本文建立的有限元模型比较准确地反映了机柜的整体动态特性。
在系统地分析了以频率和振型为目标函数、结构质量和刚度分布为设计变量的优化设计方法的基础上,基于摄动分析理论,对机柜结构进行灵敏度分析,得出了一系列具有实用意义的重要结论,并运用这些结论对机柜的外侧板和插箱进行了动态修改。分析结果表明,基于灵敏度分析的结构动态参数修改不仅能有效地指导机柜结构薄弱环节的准确加固,而且为车载机柜的结构优化设计提供了依据。
从工程应用出发,参照国军标GJB150的要求采用瞬态动力学和随机振动谱分析对机柜受冲击和振动激励进行了动态仿真。确认了结构的主要薄弱环节,为机柜结构的优化设计提供了更为充分的依据。