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軍事電子設(shè)備是復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，其研究和開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。現(xiàn)今，軍事電子設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)是小型化、輕量化、綜合化，從而使得軍事電子設(shè)備的集成度越來(lái)越高，加之惡劣使用環(huán)境下的高可靠性要求，導(dǎo)致軍事電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)日益加大。因此，在軍事電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，新技術(shù)、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(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用得到不斷的推廣，通過(guò)模態(tài)分析和ＰＳＤ分析，能夠在產(chǎn)品投產(chǎn)前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的缺陷，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以改進(jìn)和優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。軍事電子設(shè)備在惡劣力學(xué)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(xué)環(huán)境的適應(yīng)性。從電子元器件集成印制板級(jí)功能單元，板級(jí)功能單元集成獨(dú)立的ＬＲＭ功能模塊，一系列的ＬＲＭ功能模塊構(gòu)成電子設(shè)備，電氣互聯(lián)和機(jī)械互聯(lián)極為互雜。在模態(tài)分析和ＰＳＤ分析過(guò)程中，對(duì)機(jī)箱和模塊的整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)有限元分析時(shí)，由于單元數(shù)量太大(超過(guò)20萬(wàn))，采用傳統(tǒng)的完全法進(jìn)行模態(tài)分析和ＰＳＤ分析比較困難，甚至根本無(wú)法完成。因此，復(fù)雜電子設(shè)備有限元模型的簡(jiǎn)化，成為ＡＮＳＹＳ模態(tài)分析和ＰＳＤ分析在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的關(guān)鍵。
子結(jié)構(gòu)是將一組單元通過(guò)矩陣凝聚的方式生成為一個(gè)新單元的過(guò)程，這個(gè)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(guò)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(jī)時(shí)，能夠在計(jì)算機(jī)設(shè)備資源有限的情況之下求解一些大規(guī)模問(wèn)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(guò)程中反復(fù)計(jì)算，
(2)對(duì)于有重復(fù)幾何結(jié)構(gòu)的模型，可以將重復(fù)部分作為子結(jié)構(gòu)生成超單元，通過(guò)復(fù)制對(duì)稱結(jié)構(gòu)的其它部分，節(jié)省大量機(jī)時(shí)，
(3)在計(jì)算機(jī)無(wú)法整體計(jì)算一個(gè)大規(guī)模結(jié)構(gòu)問(wèn)題時(shí)可以將整個(gè)結(jié)構(gòu)分為若干個(gè)子結(jié)構(gòu)，分別計(jì)算子結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)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(gè)小模型來(lái)計(jì)算，使一般性能的計(jì)算機(jī)也可以分析較大規(guī)模的有限元模型。
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