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軍事電子設備是復雜的機電一體化設備，其研究和開發(fā)是一個復雜的系統(tǒng)工程�，F(xiàn)今，軍事電子設備的發(fā)展趨勢是小型化、輕量化、綜合化，從而使得軍事電子設備的集成度越來越高，加之惡劣使用環(huán)境下的高可靠性要求，導致軍事電子設備的結(jié)構(gòu)設計面臨的挑戰(zhàn)日益加大。因此，在軍事電子設備的結(jié)構(gòu)設計過程中，新技術、新方法如有限元分析方法得到了廣泛的采用，以縮短產(chǎn)品的研制周期，降低研制成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
基于ANSYS的模態(tài)分析和功率譜密度(ＰＳＤ)分析在軍事電子設備的結(jié)構(gòu)設計中的應用得到不斷的推廣，通過模態(tài)分析和ＰＳＤ分析，能夠在產(chǎn)品投產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)設計的缺陷，從而在設計過程中加以改進和優(yōu)化，提高設計質(zhì)量。軍事電子設備在惡劣力學環(huán)境下，其可靠性的薄弱環(huán)節(jié)在于電子元器件的力學環(huán)境的適應性。從電子元器件集成印制板級功能單元，板級功能單元集成獨立的ＬＲＭ功能模塊，一系列的ＬＲＭ功能模塊構(gòu)成電子設備，電氣互聯(lián)和機械互聯(lián)極為互雜。在模態(tài)分析和ＰＳＤ分析過程中，對機箱和模塊的整體進行結(jié)構(gòu)有限元分析時，由于單元數(shù)量太大(超過20萬)，采用傳統(tǒng)的完全法進行模態(tài)分析和ＰＳＤ分析比較困難，甚至根本無法完成。因此，復雜電子設備有限元模型的簡化，成為ＡＮＳＹＳ模態(tài)分析和ＰＳＤ分析在結(jié)構(gòu)設計中應用的關鍵。
子結(jié)構(gòu)是將一組單元通過矩陣凝聚的方式生成為一個新單元的過程，這個單一的矩陣單元稱為超單元。在ＡＮＳＹＳ中，超單元可以和其它單元類型一樣使用，超單元需要通過結(jié)構(gòu)分析產(chǎn)生。子結(jié)構(gòu)方法主要是為了節(jié)省機時，能夠在計算機設備資源有限的情況之下求解一些大規(guī)模問題，主要表現(xiàn)：
(1)在非線性分析中，可以將模型的線性部分作為子結(jié)構(gòu)，避免該部分在非線性迭代過程中反復計算，
(2)對于有重復幾何結(jié)構(gòu)的模型，可以將重復部分作為子結(jié)構(gòu)生成超單元，通過復制對稱結(jié)構(gòu)的其它部分，節(jié)省大量機時，
(3)在計算機無法整體計算一個大規(guī)模結(jié)構(gòu)問題時可以將整個結(jié)構(gòu)分為若干個子結(jié)構(gòu)，分別計算子結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)對整個結(jié)構(gòu)的計算。模態(tài)綜合法是子結(jié)構(gòu)法的一種，該方法可以把大模型分為幾個小模型來計算，使一般性能的計算機也可以分析較大規(guī)模的有限元模型。
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