航天继电器耐力学环境设计理论与应用

第l章 概论

1.1 航天型号对继电器耐力学环境指标的要求

1.2 力学环境下航天继电器的失效机理

1.3 航天继电器耐力学环境设计技术的现状及发展

1.3.1 结构振动特性分析技术

1.3.2 结构冲击特性分析技术

1.3.3 结构优化设计技术

第2章 振动力学理论基础

2.1 力学模型与基本元件

2.1.1 离散型振动系统的力学模型

2.1.2 离散系统的基本元件

2.1.3 机械阻抗与导纳的概念

2.2 单自由度系统

2.2.1 无阻尼自由振动

2.2.2 有阻尼自由振动

2.2.3 固有频率

2.2.4 受迫振动

2.3 多自由度系统

2.3.1 方程的建立

2.3.2 固有频率与主振型

2.3.3 主坐标和正则坐标

2.3.4 计算固有频率和振型的近似方法

2.3.5 系统的响应

2.4 工程中的非线性振动

2.5 非线性振动系统的分类

2.6 非线性振动的物理特性

2.6.1 非线性系统固有频率与振幅的关系

2.6.2 受迫振动的跳跃与滞后

2.6.3 受追振动的次谐波响应与超谐波响应

2.6.4 多个简谐激励力作用下的组合频率响应

2.6.5 叠加原理对非线性系统不适用

2.6.6 频率俘获现象

2.7 求解非线性振动问题的常用方法

第3章 航天继电器接触系统耐力学环境的设计理论

3.1 接触系统结构特征分析

3.2 接触区域的受力分析

3.3 两自由度系统理论模型

3.3.1 数学模型的建立与强迫振动分析

3.3.2 工程应用

3.4 无限自由度系统理论模型

3.4.1 数学模型的建立

3.4.2 折线段簧片的模态分析

3.4.3 变截面簧片的模态分析

3.4.4 带有触点的簧片模态分析

3.4.5 触簧系统的振动响应

3.4.6 振动极限加速度的分析方法

3.5 随机振动条件下的运动特性

3.5.1 接触系统Fokker-Planck方程

3.5.2 有限差分法

3.5.3 应用实例分析

3.6 冲击条件下的运动特性

3.6.1 接触系统有限元模型

3.6.2 子空间迭代法

3.6.3 Newmarkβ直接积分法

3.6.4 应用实例分析

第4章 航天继电器衔铁系统耐力学环境的设计理论

4.1 电磁系统结构特征分析

4.2 恒加速度条件下的运动特性

4.2.1 平衡衔铁式继电器

4.2.2 极化继电器

4.3 正弦振动条件下的运动特性

4.3.1 运动方程

4.3.2 计算实例及实验验证

4.4 随机振动条件下的运动特性

4.4.1 运动方程

4.4.2 Fokker一Planck方程

4.4.3 MonteCarlo数值实验

4.4.4 结果分析

第5章 航天继电器的非线性振动理论

5.1 单自由度系统非线性振动

5.1.1 数学模型的建立

5.1.2 无阻尼自由振动的定性分析

5.1.3 强迫振动分析

5.2 两自由度系统非线性振动

5.2.1 多尺度法

5.2.2 强迫振动

5.3 无限自由度系统非线性振动

5.3.1 无阻尼自由振动特性分析

5.3.2 强迫振动分析

5.3.3 实例分析

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

6.1 有限元建模技术

6.1.1 可分合接触特征的等效处理

6.1.2 点焊和钎焊工艺的等效处理

6.2 模态分析技术

6.3 扫频振动特性分析技术

6.4 随机振动特性分析技术

6.5 冲击特性分析技术

6.6 优化分析技术

6.6.1 MSC.Patran/Nastran软件的二次开发

6.6.2 序列二次规划算法

6.6.3 实例分析

第7章 航天继电器力学环境试验技术

7.1 力学环境试验系统设计

7.2 力学环境试验条件算法

7.2.1 高频振动试验条件算法

7.2.2 冲击试验条件算法

7.2.3 随机振动试验条件算法

7.3 力学环境试验方法

7.3.1 高频振动试验方法

7.3.2 冲击试验方法

7.3.3 随机振动试验方法

7.4 力学环境试验系统的虚拟仪器技术

7.4.1 串口通信设计

7.4.2 PCI驱动设计

7.4.3 信号分析模块的应用

参考文献

名词索引

本书共分7章:第1章为绪论，介绍航天 型号对继电器耐力学环境指标的要求等;第2章介绍 典型弹性体的振动理论、计算方法和有关图表;第3 ~4章分别介绍继电器接触系统和衔铁系统的振动力 学建模理论，以及在正弦振动、冲击、恒加速度、随 机振动条件下的响应特性分析方法; 第5章介绍继电 器的非线性振动理论;第6章介绍继电器力学环境条 件下的仿真技术:第7章介绍继电器力学环境试验技 术。

本书可供高等学校电气工程、自动化等专业的研 究生学习参考，也可供从事电子设备、机电组件、电 器元件结构设计、环境试验与可靠性分析等有关科研 人员和技术人员作为参考书。

《航天电磁继电器三次设计》可作为高等学校电气工程、自动化等专业的研究生教材，也可供科研人员及工程技术人员进行相关产品设计时参考。