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航空航天系统中的电子设备机箱工作环境严峻,要承受较大的振动与冲击载荷,确保其动态性能良好是至关重要的,有限元分析技术可以准确的预测结构特性并对其进行优化改进,节省了设备研制的时间和费用,并且解决了很多航天器在地面无法试验的问题。 本文在有限元分析的基础上,研究了电子设备机箱的动力学分析及优化设计,并结合试验检验其分析结果的精确度。具体研究内容如下: 研究了插板式电子设备机箱的组成形式,综合应用CAD与CAE软件进行结构简化和有限元建模,并通过模态分析与模态试验确定了机箱各部分精确的连接建模方式;研究实现了基于响应面方法对插件有限元模型进行修正,分析了几种响应面方法和检验标准,为结构的动态分析提供了精确模型;针对插件振动过大的结构问题,提出了插件结构减振设计的方法,利用ZN1型粘弹性阻尼橡胶形成插件约束阻尼结构,试验表明这种方法增大结构阻尼、减小频率值,达到插件的减振效果;以功率谱密度为激励,对机箱三个方向进行随机振动仿真分析,发现振动台对试验结果的影响,仿真时考虑这个因素,提高了随机振动下插件结构有限元仿真分析的精确度;通过NASTRAN优化功能,研究完成了以插件结构重量最小化为目标函数的尺寸优化,并实现了以插件某个点的加速度均方根值最小化为目标的优化设计。本文研究的有限元随机动态响应分析和结构优化方法,为电子设备机箱的抗振设计与结构改进提供了依据。