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第1章 概论1

1.1 航天型号对继电器耐力学环境指标的要求1

1.2 力学环境下航天继电器的失效机理3

1.3 航天继电器耐力学环境设计技术的现状及发展5

1.3.1 结构振动特性分析技术5

1.3.2 结构冲击特性分析技术6

1.3.3 结构优化设计技术7

第2章 振动力学理论基础9

2.1 力学模型与基本元件9

2.1.1 离散型振动系统的力学模型9

2.1.2 离散系统的基本元件10

2.1.3 机械阻抗与导纳的概念18

2.2 单自由度系统20

2.2.1 无阻尼自由振动21

2.2.2 有阻尼自由振动22

2.2.3 固有频率29

2.2.4 受迫振动37

2.3 多自由度系统44

2.3.1 方程的建立44

2.3.2 固有频率与主振型49

2.3.3 主坐标和正则坐标56

2.3.4 计算固有频率和振型的近似方法58

2.3.5 系统的响应63

2.4 工程中的非线性振动67

2.5 非线性振动系统的分类72

2.6 非线性振动的物理特性73

2.6.1 非线性系统固有频率与振幅的关系73

2.6.2 受迫振动的跳跃与滞后74

2.6.3 受迫振动的次谐波响应与超谐波响应74

2.6.4 多个简谐激励力作用下的组合频率响应75

2.6.5 叠加原理对非线性系统不适用75

2.6.6 频率俘获现象76

2.7 求解非线性振动问题的常用方法77

第3章 航天继电器接触系统耐力学环境的设计理论78

3.1 接触系统结构特征分析78

3.2 接触区域的受力分析81

3.3 两自由度系统理论模型83

3.3.1 数学模型的建立与强迫振动分析83

3.3.2 工程应用90

3.4 无限自由度系统理论模型91

3.4.1 数学模型的建立91

3.4.2 折线段簧片的模态分析94

3.4.3 变截面簧片的模态分析98

3.4.4 带有触点的簧片模态分析106

3.4.5 触簧系统的振动响应108

3.4.6 振动极限加速度的分析方法113

3.5 随机振动条件下的运动特性120

3.5.1 接触系统Fokker—Planck方程123

3.5.2 有限差分法124

3.5.3 应用实例分析126

3.6 冲击条件下的运动特性129

3.6.1 接触系统有限元模型129

3.6.2 子空间迭代法131

3.6.3 Newmarkβ直接积分法132

3.6.4 应用实例分析133

第4章 航天继电器衔铁系统耐力学环境的设计理论139

4.1 电磁系统结构特征分析139

4.2 恒加速度条件下的运动特性144

4.2.1 平衡衔铁式继电器146

4.2.2 极化继电器149

4.3 正弦振动条件下的运动特性152

4.3.1 运动方程152

4.3.2 计算实例及实验验证153

4.4 随机振动条件下的运动特性156

4.4.1 运动方程157

4.4.2 Fokker—Planck方程158

4.4.3 Monte Carlo数值实验159

4.4.4 结果分析161

第5章 航天继电器的非线性振动理论169

5.1 单自由度系统非线性振动169

5.1.1 数学模型的建立169

5.1.2 无阻尼自由振动的定性分析170

5.1.3 强迫振动分析173

5.2 两自由度系统非线性振动175

5.2.1 多尺度法175

5.2.2 强迫振动178

5.3 无限自由度系统非线性振动184

5.3.1 无阻尼自由振动特性分析186

5.3.2 强迫振动分析189

5.3.3 实例分析190

第6章 航天继电器耐力学环境特性的有限元仿真分析技术193

6.1 有限元建模技术193

6.1.1 可分合接触特征的等效处理194

6.1.2 点焊和钎焊工艺的等效处理196

6.2 模态分析技术197

6.3 扫频振动特性分析技术201

6.4 随机振动特性分析技术202

6.5 冲击特性分析技术205

6.6 优化分析技术208

6.6.1 MSC.Patran/Nastran软件的二次开发208

6.6.2 序列二次规划算法210

6.6.3 实例分析210

第7章 航天继电器力学环境试验技术215

7.1 力学环境试验系统设计215

7.2 力学环境试验条件算法218

7.2.1 高频振动试验条件算法218

7.2.2 冲击试验条件算法219

7.2.3 随机振动试验条件算法221

7.3 力学环境试验方法224

7.3.1 高频振动试验方法224

7.3.2 冲击试验方法226

7.3.3 随机振动试验方法227

7.4 力学环境试验系统的虚拟仪器技术228

7.4.1 串口通信设计230

7.4.2 PCI驱动设计230

7.4.3 信号分析模块的应用231

参考文献233

名词索引237