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利用ANSYS动力学仿真技术研究行波管结构设计 | |
安世亚太 尚艳华 冯进军 | |
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本文利用ANSYS Wokebench12.0软件对行波管整管结构进行了动力学仿真分析,其中包括模态分析和随机振动分析。对无支架模型和有支架模型进行比较分析,完成了对应力较大部件窗结构的抗振动设计,取得了较好的结果,提高了行波管的可靠性。同时也证明了仿真模型的准确性和所施加的边界条件的合理性,满足工程要求,为行波管设计人员提供了有效地参考数据。
1 引言
行波管的应用特殊性、不可维修性以及卫星造价的昂贵,使得我们对它的各方面研究,特别是对动力学可靠性性能研究是至关重要的。由于行波管应用环境的恶劣,包括随机振动、正弦振动和冲击。因此,应尽量避免其受各种环境影响而导致的电性能等重要性能的变化。
行波管的抗振动能力是行波管结构设计中一个关键技术,在行波管结构设计过程中,如果仅仅依靠试验来验证行波管的可靠性,将增加大量人力物力,而行波管的动力学仿真分析对提高行波管的可靠性是至关重要的,它不仅有助于行波管在研发阶段寻求最优化的解决方案,而且能缩短行波管的研制周期、降低生产成本、确保产品质量。
2 动力学分析
2.1 问题分析
某行波管整管结构需要作随机振动环境试验,由于结构本身的特点和各种特性指标,需要在整管模型的关键部件窗结构(应力较大)设计一个能够起到支撑保护的支架结构,分析支架设计前后关键部件处的应力、加速度和位移等响应的变化,提高行波管整管结构的可靠性。
2.2 模型的建立
首先利用 Pro/E软件建立三维实体模型,优化模型后将三维实体模型通过ANSYS软件与Pro/E软件的模型连接接口导入ANSYS Workbench软件中,底座与振动台通过12个螺钉固定。图1为无支架整管模型,图2为安装支架的整管模型。图2 中黄色部件为支架结构。模型中的材料属性包括各种材料的杨氏模量、泊松比、密度。 (图片) (图片) (图片) (图片) (图片) | |
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