随机振动载荷峰值强度的一种工程表述

为了分析以PSD描述的随机振动载荷的峰值强度,将广泛应用于地震工程和冲击环境工程研究中的冲击响应谱概念拓展应用到随机振动峰值分析之中,从理论上导出了各态历经Gaussian随机振动过程冲击响应谱计算的一般方法,并导出了简化的工程应用表达形式。数值模拟结果验证了文中方法的正确性和简化分析结果的有效性。     

板级电子产品加速因子预计方法研究

针对长寿命、高可靠电子产品加速因子的确定极为困难以及需要获取大量的可靠性试验数据的难题,在合理假设的基础上,提出了板级电子产品的加速因子预计方法,推导了综合预计模型。该方法基于平均失效率的概念,采用由底层数据向上层结构综合的思想,利用产品各组成单元的加速因子和平均失效率以及综合加速因子预计模型,将各单元信息进行了综合,得到了板级电子产品的等效加速因子。所预计的加速因子既可为产品的加速试验条件的制定提供参考,也可为小子样产品的可靠性与寿命评估增加信息量。最后,采用该方法对某通讯设备上的印制电路板温度影响下的加速因子进行了预计,得到了合理的结果,证明了该方法是正确的、有效的。     

板级电子产品加速因子预计方法研究

针对长寿命、高可靠电子产品加速因子的确定极为困难以及需要获取大量的可靠性试验数据的难题,在合理假设的基础上,提出了板级电子产品的加速因子预计方法,推导了综合预计模型。该方法基于平均失效率的概念,采用由底层数据向上层结构综合的思想,利用产品各组成单元的加速因子和平均失效率以及综合加速因子预计模型,将各单元信息进行了综合,得到了板级电子产品的等效加速因子。所预计的加速因子既可为产品的加速试验条件的制定提供参考,也可为小子样产品的可靠性与寿命评估增加信息量。最后,采用该方法对某通讯设备上的印制电路板温度影响下的加速因子进行了预计,得到了合理的结果,证明了该方法是正确的、有效的。     

疲劳损伤等效在随机振动试验中的应用

以疲劳损伤等价为基础的随机振动试验是评价结构振动环境适应性能力的重要手段.将基于位移模态和应变模态的模态叠加方法分别应用于结构振动位移响应和应力响应的分析中,建立了随机振动试验不同激励条件下,结构振动响应的关系;将结构随机振动应力响应的峰值概率分布通用关系应用于疲劳损伤评估,导出了振动疲劳损伤等效关系.以一个试验为例介绍了疲劳损伤等效原则在随机振动试验中的应用.     

基于应力分解法的整机加速因子预计方法研究

提出了计算整机加速因子的新方法.将整机的失效率通过定量分析方法按照部件、失效模式和应力的顺序逐级下分,从而得到各敏感应力的失效率,再通过加速模型计算各失效模式在加速应力下的失效率.最终可以得到整机在加速应力下的失效率,进而计算出整机加速因子.以典型电子产品为例,预计了弹上计算机在温度、湿度、振动综合环境应力下的加速因子...     

基于有限元法的随机振动与噪声复合响应数值模拟分析

目的 实现结构宽频域随机振动与噪声复合响应分析.方法 针对噪声与随机振动复合响应分析问题,首先基于声学流体流固耦合动力学有限元分析理论,利用现有商业有限元分析软件,建立声场-结构直接耦合动力学有限元模型,采用直接法进行结构谐响应分析,获得结构不同位置的频响函数曲线,再利用频响函数曲线结合理论分析间接获得结构不同位置在随...     

某微型齿轮机构的随机振动摩擦学试验研究

目的 解决微型齿轮机构在随机振动环境下服役寿命短的问题,通过跑合优化微型齿轮机构摩擦副的界面性能,提升其服役耐久性。方法 对微型齿轮机构进行跑合试验,采用正交试验法研究振动时间以及OX和OZ方向的随机振动能量对跑合效果的影响。为验证不同参数组合的跑合效果,设计标准工况振动载荷谱验证实验,测试实验前后的延时时间变化,并以此作为评判跑合效果的依据,借助平衡摆销表面磨损面积评判微型齿轮机构的磨损程度,通过统计学分析得到各个因素对跑合效果的影响趋势以及最优参数。结果 各因素对跑合效果的影响主次为振动时间>OZ方向随机振动量值>OX方向随机振动量值。随着振动时间和OZ方向振动能量的增加,延时时间变化量出现极小值,摆销磨损面积的增加速度呈现变缓的趋势。通过观察发现,OZ方向的振动使表面发生磨粒磨损,有助于表界面的跑合,而OX方向的振动能量对跑合效果的影响不显著。结论 通过延时时间变化量极差分析得到最优的跑合参数组合,振动时间为450min,OX和OZ方向的随机振动等效能量分别为6.79g和15.17g。     

5G对中国碳排放峰值的影响研究

基于目前5G技术的发展情况,利用holt指数平滑法和动态分析法预测了未来20年5G基站产生的直接碳排放量.根据预测模型,5G基站建设会在2038年左右达到饱和状态,数量约为1434万个.考虑到5G技术的发展推动其他产业发展可能导致的碳排放量变化,利用投入产出法和灰度时间预测法等方法评估了5G技术引起的各行业间接碳排放量...     

基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法在智能电表模拟公路运输中的研究

目的解决传统试验精确度差、仿真程度低的问题,验证智能电表在随机振动过程中的可靠性。方法将基于疲劳损伤谱的等效随机振动试验方法运用到智能电表公路运输振动试验中,首先提出疲劳载荷谱的概念及其获取方法,并对采集的振动数据进行处理,得到用于加速振动试验的功率谱密度,最后验证基于疲劳损伤谱的随机振动试验方法应用于智能电表模拟公路运输方法的可行性及优势。结果使用该方法加速试验前后的累计疲劳损伤误差为6.4%。结论该方法不但能大幅减少试验时间,同时能够节省大量人力、物力资源。     

基于STIRPAT模型的碳排放峰值预测研究——以甘肃省为例

利用STIRPAT模型对未来甘肃省碳排放达峰时间及峰值进行了预测。基于不同视角选取了不同的碳排放影响因素,对甘肃省2005—2020年的时间序列数据进行回归分析,得出甘肃省碳排放趋势方程,设定基准、低碳及强化低碳3种情景模式,预测出不同情景下甘肃省2021-2035年碳排放量及碳强度指标。研究结果表明：在基准情景下甘肃省二氧化碳排放总量将在2032年达峰,峰值为16248.88万吨;低碳情景下碳排放总量将在2030年达峰,峰值为15560.75万吨,可看齐国家2030年前达峰目标;强化低碳情景下碳排放总量将在2027年实现提前达峰,峰值为15078.07万吨。最后,基于甘肃省省情并结合研究结果,对其碳达峰工作提出对策建议。     

高超声速导弹随机振动响应分析

目的 研究某高超声速导弹飞行过程中的振动状态,获得导弹在给定压力载荷下的振动响应特性。方法结合有限元分析、随机振动理论,利用三维软件构建导弹有限元模型,并在Ansys Workbench平台对其进行模态分析及谐响应分析。基于模态分析结果,对导弹进行随机振动响应试验,探究导弹在频域及力学上的振动响应特征。结果 计算得出导弹前六阶固有频率和振型,获得导弹上一检测点在给定振动激励载荷下的加速度响应曲线,并得到导弹整体结构的应力分布云图。结论 导弹模型强度符合要求,导弹在振动激励载荷下的加速度响应峰值均出现在380～400Hz,应力极值出现在导弹尾部区域,在此区域内,导弹更易产生结构性损伤。在飞行器地面环境模拟试验中,应着重考虑此频域及位置的振动条件。     

基于PSD法的船载雷达随机振动响应分析

目的 优化以经验为主的船载雷达结构设计流程,缩短设计周期,提高设计的准确性。方法 提出基于模态分析和PSD法的新的设计流程,利用ANSYS软件对雷达天线和转台结构进行系统的随机振动分析,得到其模态、应力分布、位移云图及响应谱曲线,验证设计的准确性、合理性。结果 得到雷达系统在1σ下的最大应力值和最大变形量分别为14.847 MPa和0.367 mm。结论 新的设计流程可以得到可靠性更高的产品,能有效缩短产品的设计周期,具有重要的借鉴意义。     

基于最大谱的非平稳随机振动数据分析处理方法研究

目的解决非平稳随机振动环境实测数据无法采用功率谱密度分析方法的问题。方法基于最小均方误差准则,归纳总结FFT和数字滤波两种最大谱分析方法。通过对比两种方法在不同分辨率带宽时计算的优缺点,并分析其误差。对优选出来的最大谱分析方法进行举例验证。结果理论分析和仿真结果均表明基于比例分辨率带宽的FFT最大谱分析方法的误差最小。将FFT最大谱分析方法应用于某型炸弹9个架次自由飞振动数据的处理和环境条件确定中,结果合理有效。结论可用比例分辨率带宽的FFT法分析非平稳随机振动环境实测数据,为基于最大谱制定型号振动环境试验条件提供指导。     

随机振动加速度响应谱及与冲击等效性分析

目的 获得随机振动的加速度响应谱,提升随机振动与冲击的等效性分析精度。方法 首先,基于维纳-辛钦定理,推导单自由度系统在随机振动基础激励作用下加速度响应均方值的通用表达式;其次,分别推导单自由度系统在理想白噪声和限带非均匀谱随机振动基础激励作用下的加速度响应均方值;再次,基于3σ准则,推导限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱;最后,基于加速度响应等效,通过将装备随机振动条件的3σ加速度响应谱与冲击条件的冲击响应谱进行等效性分析,对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行精细优化。结果 精细优化后,可有效改善冲击试验剪裁条件的工程实施精度。结论 获得了限带非均匀谱随机振动的3σ加速度响应谱,并基于此对GJB 150.18A—2009中的冲击试验剪裁条件进行了精细优化,对于装备合理剪裁冲击试验具有借鉴意义。     

基于PANDA平台的飞行器脉动压力激励随机振动响应分析

目的 形成自主再入飞行数值模拟预测技术.方法 采用模态叠加法开展自由结构的多点脉动压力激励随机振动响应分析,基于PANDA高性能力学分析平台进行并行实现研究,构建相应的求解模块.针对飞行器再入过程,基于自主研发的软件模块,分析飞行器自由状态的模态特性及其在实测脉动压力载荷下的振动响应,并与商业软件分析结果 进行比对.结...     

高温环境下薄壁试件随机振动疲劳研究

目的研究高温环境下薄壁试件的随机振动疲劳问题。方法综述国内外随机振动疲劳研究现状,制定有效的研究方案。首先,通过有限元法完成薄壁试件的动力学响应数值仿真计算与分析,基于改进的雨流循环计数法预估薄壁试件的疲劳寿命。然后,开展高温环境下薄壁试件随机振动疲劳试验,获取危险位置动力学响应与疲劳寿命。结果高温强振动环境下,结构的危险位置主要出现在固支边界或形状突变位置,且基频处的动力学响应峰值是结构疲劳寿命的主要影响因素,随温度和振动量级的增加,结构疲劳寿命呈抛物线降低趋势。结论通过仿真与试验的比对,验证了高温环境下薄壁试件随机振动疲劳仿真计算方法的有效性与可靠性。     

一种非平稳随机振动试验控制系统设计

目的 实现非平稳随机振动试验控制,在传统随机振动试验控制理论基础上,提出一种针对非平稳连续振动方式下的随机试验控制方法.方法 将均方根时变的非平稳随机振动过程近似等效为一个均方根和PSD谱的乘积模型,通过实时计算归一化的驱动谱,利用均方根实时跟随控制策略,更新驱动信号,实现连续非平稳随机振动控制.利用软件编程实现控制算...     

某电子设备随机振动故障分析

目的 探究某批次电子设备随机振动环境筛选试验中故障发生原因.方法 首先对电子设备环境试验初步分析,确定设备螺钉点布置合理,结构本身无明显缺陷,但试验夹具可能导致振动载荷放大.通过Abaqus有限元软件仿真分析电子设备失效情况,同时开展试验确定振动夹具的固有频率,并绘制电子设备实际所受随机振动功率谱密度曲线,以该功率谱密度曲线为输入,开展有限元仿真,验证失效模式,并在此基础上完成故障复现试验,制定相应的改进措施.结果 有限元仿真得到电子设备3Sigma应力为22 MPa,在结构强度容许范围内.通过试验确定振动夹具固有频率与电子设备前两阶模态频率重频,发生共振,导致激励被放大,电子设备存在过考核,从而发生破坏.以设备实际所受功率谱密度曲线为输入条件,仿真得到3Sigma应力为52 MPa,超过焊接强度极限,导致焊点失效破坏.为进一步验证失效原因,使用原振动夹具完成故障复现试验,并改进试验夹具开展对比试验.结论 随机振动试验夹具的设计,应避免夹具固有频率与电子设备重频,从而导致设备破坏,合理选择设计夹具能有效避免电子设备遭受过考核.