某无人机载电子设备随机振动试验故障分析_高碧祥.pdf
《某无人机载电子设备随机振动试验故障分析_高碧祥.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某无人机载电子设备随机振动试验故障分析_高碧祥.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、292023 年 2 月/February 2023nvironmentalTestingE环境试验摘要:某无人机载电子设备在随机振动中出现故障,为定位故障,经机理分析、随机振动试验和有限元仿真分析,确定了设备中安装金属板刚度不足导致的共振破坏。通过对设备结构进行改进,增加安装金属板的固定点,增加抗振性能,使产品均顺利通过随机振动试验。关键词:无人机载电子设备;随机振动;故障分析;有限元;共振 中图分类号:TB123 文献标识码:A 文章编号:1004-7204(2023)02-0029-06某无人机载电子设备随机振动试验故障分析Random Vibration Failure Analysi
2、s of A UAV Electronic Equipment高碧祥,唐鹏,赵瑾,龚张侠(四川电子设备研究所,成都 610100)GAO Bi-xiang,TANG Peng,ZHAO Jin,GONG Zhang-xia(Electronic Equipment Research Institute of Sichuan Aerospace,Chengdu 610100)A b s t r a c t:To locate the failure of a UVA electronic equipment during random vibration by analyzing equipme
3、nt faults and random vibration test and finite element simulation analysis,it is verified that the resonance fault due to insufficient stiffness of the metal plate in the equipment coincides.Then,the equipment structure is optimized to increase the fixed point of the metal plate to improve its the v
4、ibration resistance,and the optimized products have passed the random vibration test successfully.K e y w o r d s:UVA electronic equipmen;random vibration;failure analysis;finite element method;resonance引言无人机载电子设备在运输、起飞、巡航及降落等阶段均会存在各种振动环境。据分析表明,电子设备有5 2.7%的失效与环境有关,而航空电子产品因振动、冲击环境引起的失效占 2 8.7%,导弹飞行中有
5、 5 0%的故障是由振动问题引起的 1。为保证电子设备的可靠性,在产品研制早期开展产品环境应力筛选试验,而振动应力作为环境筛选试验的主要应力 2 3,一般采用振动筛选试验对产品进行设计、工艺及元器件缺陷等检查,以筛除电子设备产品的缺陷 4,提前释放风险。文中论述的某无人机载电子设备在随机振动环境筛选试验后,开盖进行目视检查发现设备中某继电器引脚断裂。文中以该电子设备断裂故障为研究对象,开展故障分析验证及有限元仿真验证,得出故障机理:由于该电子设备中某部件与随机振动频率重频导致的振动破坏。根据故障机理,提出对应的整改措施并验证,为后续产品的试验交付等提供一定依据。1故障分析某电子设备进行3 方向
6、的随机振动试验,在振动前、中、后分别进行通电测试,设备工作正常,电气指标均满足要求。振动完成后对设备进行开盖目视检查,发现设备中某继电器引脚断裂。由于该设备中的继电器均采用双冗余设计,且安装的敏感方向互相垂直,因此,在振动试验中该继电器引脚断裂后,其垂直方向上的冗余继电器可保证功能正常,故在试验后的电气测试无法及30环境技术/Environmental Technology环境试验nvironmentalTestingE时发现设备故障。检查故障继电器,除断裂引脚外,其余引脚无缺陷,同时,查看同一批次相同型号继电器及复检记录,均未发现继电器引脚缺陷,故排除继电器本身缺陷;分析继电器安装方式,继电
7、器均安装在较大尺寸的金属安装板上,而金属安装板仅通过四角支耳与箱体固定,因此会存在金属安装板刚度较低,低阶固有频率与振动试验频率耦合引起共振,使继电器受到的激励被放大,从而导致引脚断裂。2故障验证通过试验工装将无人机载电子设备固定到振动试验台,且在故障继电器安装位置处、垂直方向的金属板中心处均粘接传感器后进行 3 方向的随机振动试验,采集随机振动试验过程的响应数据,其中 X方向量级最大,X向试验数据见图 1 所示。通过随机振动试验 P S D曲线可以看出,在振动频率 2 0 0 H z 附近,测点位置振动量级被放大,安装在此处的继电器受到远远高于试验输入能量,从而导致引脚断裂。3模态分析模态表
8、征着结构系统动态振动特性,由系统特征值和相应的特征矢量确定。模态参数一般指振动系统的各阶固有频率、振型等,为了得到模态参数,将系统的模态矩阵作为变换矩阵,以物理坐标表征的振动微分方程做变换为模态坐标,使该微分方程组解耦,再利用振动叠加原理求得,这种方法称为模态分析 5。模态分析是动力学分析的基础,主要求解设备的频率和振型等模态参数。3.1仿真分析本文采用有限元分析软件对该无人机载电子设备进行模态分析。综合考虑模型准确性、提高仿真计算效率等因素,对电子设备进行适当简化,删除模型中对结果影响较小的倒圆角、倒角等特征,保留全部零部件,简化后的有限元模型见图 2。模型中各零部件之间均通过安装孔位采用梁
9、单元进行连接;通过固定约束电子设备腔体 4 个支耳安装孔作为模拟真实的边界条件;采用以四面体为主的自由网格划分,网格数量 6 7 1 5 3 个,节点数 1 4 2 1 8 4 个;模型中各部件材料见表 1 所示,其中各继电器质量按照选型手册中真实质量赋予。3.2仿真结果在前处理完成后,计算电子设备模态分析结果,提取前 2 阶模态参数,结果如表 2 所示。结合模态仿真分析结果和图 1 试验结果可知,该无零件材料杨氏模量(MPa)泊松比密度(g/cm3)金属零件 铝合金71 0000.332.77连接器铝合金71 0000.332.77PCBFR-411 0000.281.9继电器铝合金按真实质
10、量赋予图 1 随机振动试验 PSD 曲线图 2 电子设备简化后模型表 1 各零部件材料力学性能312023 年 2 月/February 2023nvironmentalTestingE环境试验阶数模态频率(Hz)模态振型1203.77(竖)金属安装板 x 向 1 阶弯曲2217.44(横)金属安装板 y 向 1 阶弯曲阶数模态频率(Hz)模态振型质量增加(kg)备注1247.8(竖)金属安装板 x 向 1 阶弯曲0.15金属安装板材料更改为钢2263.89(横)金属安装板 y 向 1 阶弯曲1278.82(竖)金属安装板 x 向 1 阶弯曲0.04金属安装板厚度从 4 mm 加厚到 6 mm
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无人 机载 电子设备 随机 振动 试验 故障 分析 高碧祥
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。