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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