第1章 绪论 1
1.1 本书研究的必要性和意义 1
1.2 火炮发射动力学理论研究现状 3
1.2.1 国外研究概况 3
1.2.2 国内研究概况 4
1.3 电子设备动力学特性理论研究现状 4
1.3.1 国外研究概况 4
1.3.2 国内发展现状 5
1.4 电子设备振动损伤分析基本原理 6
1.4.1 损伤机理 6
1.4.2 损伤模式 7
1.5 振动结构有限元基本理论及方法 7
1.5.1 弹性力学基本方程 7
1.5.2 有限元分析方法 10
1.6 振动冲击对精密电子设备影响试验考核研究现状 11
1.7 本书主要工作 12
第2章 自行火炮电子设备动力学建模与射击振动响应仿真分析 14
2.1 自行火炮发射动力学基础理论 14
2.1.1 基本假设 14
2.1.2 火炮身管刚柔耦合动力学模型 15
2.1.3 火力部分力学模型 17
2.1.4 底盘系统动力学模型 20
2.2 全炮虚拟样机模型的建立 23
2.2.1 实体模型建立 23
2.2.2 全炮拓扑关系 24
2.2.3 ADAMS中履带式底盘建模方案 24
2.2.4 某型自行火炮多体动力学模型的建立 26
2.3 虚拟样机模型的验证 27
2.3.1 定性验证 27
2.3.2 定量验证 28
2.4 炮载设备射击动力学响应仿真分析 30
2.4.1 某一工况下的算例分析 30
2.4.2 射角响应谱分析 32
2.4.3 射向响应谱分析 36
2.5 炮载设备射击冲击振动响应仿真模型验证 39
2.6 小结 41
第3章 电子设备冲击振动测试系统设计与试验 42
3.1 火炮射击试验对振动冲击测试设备提出的要求 42
3.1.1 射击冲击测试传感器动态特性的特殊要求 42
3.1.2 多路动态信号的现场实时运算与处理要求 43
3.1.3 实弹射击的安全性要求 44
3.2 炮载精密设备多路振动冲击响应测试仪的开发 44
3.2.1 系统硬件设计 44
3.2.2 系统软件设计 52
3.3 火炮射击后坐冲击响应专用测试仪的开发 53
3.4 大口径自行火炮电子设备射击冲击振动试验 57
3.4.1 试验目的及内容 57
3.4.2 射击试验注意事项 57
3.4.3 火炮实弹射击条件下炮载设备冲击振动测试 58
3.5 小结 63
第4章 典型炮载电子设备射击冲击振动有限元分析 64
4.1 引言 64
4.2 火控计算机机箱动力学分析 64
4.2.1 火控计算机机箱整体动力学分析 64
4.2.2 火控计算机机箱模态分析 69
4.2.3 火控计算机射击振动响应仿真分析 73
4.3 PCB动力学仿真分析 76
4.3.1 物理模型的建立 77
4.3.2 动力学仿真 78
4.3.3 电路板模态分析实验 86
4.4 小结 97
第5章 炮载精密电子设备冲击振动损伤机理分析 98
5.1 插接件弹出损伤分析 98
5.1.1 有限元建模 99
5.1.2 边界条件、接触及载荷定义 99
5.1.3 结果分析 101
5.1.4 振动冲击试验 104
5.2 BGA焊点失效分析 106
5.2.1 有限元建模 106
5.2.2 边界条件及载荷条件的定义 107
5.2.3 仿真结果分析 108
5.2.4 实验验证 111
5.3 DIP引脚失效分析 114
5.3.1 物理模型的建立 114
5.3.2 有限元仿真分析 117
5.3.3 试验分析 118
5.4 电子元件振动疲劳失效分析 120
5.4.1 电子设备振动疲劳分析基本理论 121
5.4.2 基于力学仿真的全寿命随机振动疲劳寿命分析 122
5.4.3 电子器件疲劳寿命试验 123
5.4.4 引脚断裂的疲劳寿命估算 125
5.5 小结 126
第6章 炮载电子设备冲击振动损伤评估系统设计 127
6.1 引言 127
6.2 炮载精密电子设备安装位置对射击冲击振动效应影响评估原理 127
6.3 炮载电子设备支承装置弹性阻尼特性评估原理 129
6.4 精密电子设备内部元器件振动冲击损伤效应评估原理 130
6.5 系统组成与功能 132
6.6 系统软件界面 133
6.7 小结 138
第7章 炮载精密电子设备隔振抗振设计 139
7.1 引言 139
7.2 整机级隔振设计 139
7.2.1 物理模型的建立 139
7.2.2 虚拟平台的建立 141
7.2.3 仿真结果分析 141
7.2.4 隔振器的选择与布局 144
7.3 PCB组件级抗振设计 145
7.3.1 材料特性 145
7.3.2 安装方式 146
7.3.3 元器件布局 146
7.4 器件级抗振设计 147
7.4.1 焊点直径设计 147
7.4.2 焊点高度设计 148
7.4.3 引脚设计 148
7.5 综合设计 150
7.6 小结 150
第8章 总结和展望 151
8.1 主要研究内容及创新点 151
8.2 进一步工作的方向 152
参考文献 153