某电子设备随机振动疲劳寿命仿真分析*

2016-09-07吴圣陶曾柯杰

电子机械工程 2016年6期

关键词：模态振动结构

张云，吴圣陶，曾柯杰，李崧

(中国电子科技集团公司第三十研究所，四川成都 610041)

某电子设备随机振动疲劳寿命仿真分析*

张云，吴圣陶，曾柯杰，李崧

(中国电子科技集团公司第三十研究所，四川成都 610041)

文中分析了某电子设备疲劳寿命。首先，通过ANSYS随机振动的功率谱密度(Power Spectral Density，PSD)分析得出设备的1σ应力分布；然后，利用高斯三区间法和Miner累积损伤定律得出了疲劳失效部位预估。仿真结论与后续的试验结果较一致，证实了此方法在电子设备的疲劳寿命分析领域有一定实践指导价值。

电子设备；随机振动；疲劳寿命；谱分析；PSD

引言

用于机载或野外军用电子设备所处的机械环境较为恶劣，据国外资料介绍，这类电子设备故障29%～41%由机械负荷引起[1]，振动引起材料或元器件损伤破坏，造成电子产品的失效。如何从设计源头控制结构薄弱环节，使其在不同的热学、力学环境中达到指标要求的使用寿命至关重要。

本文给出了电子设备的结构抗振设计、疲劳寿命评估的方法。首先，使用有限元建模分析，确定设备的模态和振型，得出频率响应传递函数；然后，对结构施加随机振动时外来的激励功率谱，求出设备的响应功率谱和应力分布云图；最后，根据材料疲劳特性及累积损伤理论量化估算结构各部分的疲劳寿命，找出设备的关键部位和薄弱环节，优化设备整机布局、合理布置电路板元器件，最终实现电子设备的工作可靠性。