發(fā)布時(shí)間：2020-12-16 04:50

　　隨著飛機(jī)、動(dòng)車等設(shè)備電氣化程度的提高,設(shè)備內(nèi)的電磁環(huán)境日趨復(fù)雜。當(dāng)設(shè)備的使用年限增加時(shí),鋪設(shè)于其中的線纜的傳輸性能可能由于復(fù)雜的工作環(huán)境作用而發(fā)生變化,大大增加了設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。然而現(xiàn)階段的電磁兼容評(píng)估并未考慮設(shè)備使用過程中非電磁環(huán)境應(yīng)力的影響,因此,本課題針對(duì)線纜的電磁兼容特性在實(shí)際運(yùn)行過程中受振動(dòng)影響這一現(xiàn)狀,探究在振動(dòng)應(yīng)力下線纜的電磁兼容特性,提出利用隨機(jī)點(diǎn)配置法對(duì)振動(dòng)帶來的位置隨機(jī)性進(jìn)行處理,搭建考慮電參數(shù)不確定性的線纜串?dāng)_模型與輻射模型,通過仿真分析這些不確定性對(duì)線纜電性能的影響,為更加貼近設(shè)備實(shí)際使用環(huán)境下的電磁兼容性評(píng)估提供理論和技術(shù)支持。線纜受到振動(dòng)時(shí)電磁兼容特性的變化,從本質(zhì)上說是一個(gè)多級(jí)不確定性傳遞問題。因此,本文首先從振動(dòng)力學(xué)角度,分析線纜在受到隨機(jī)振動(dòng)時(shí)的最大位移響應(yīng)。通過振動(dòng)力學(xué)的理論分析,結(jié)合有限元仿真,分析線纜受迫振動(dòng)時(shí)位移響應(yīng)的影響因素,并基于高斯分布的假設(shè)求解3-σ位移,作為后續(xù)不確定性分析的位移范圍。其次,本文對(duì)線纜電磁兼容特性的計(jì)算方式進(jìn)行探究。對(duì)于線纜串?dāng)_特性,利用時(shí)域有限差分方法搭建雙導(dǎo)體傳輸線模型,對(duì)近端串?dāng)_電壓與遠(yuǎn)端串?dāng)_電壓進(jìn)行求解。對(duì)于線... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1張緊于兩固定點(diǎn)的線纜模型

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-9-圖2-2線纜微元受力分析22222(,)0(,0)0,(,0)00(0,)(,)00yyafxtxLtxyxyxxLtytyLtt=+====(2-2)式中Ta=表示彈性波沿線的傳播速度。對(duì)于微分方程組(2-2)，利用本征函數(shù)展開法進(jìn)行求解。首先需要找到一組完備的本征函數(shù)，再將y(x,t)與f(x,t)按本征函數(shù)展開為：11(,)()()(,)()()nnnnnnyxtFtYxfxtgtYx====(2-3)設(shè)法求解出Tn(t)即可。而關(guān)于本征函數(shù)組{Yn(x),n=1,2,…}的選取，最簡(jiǎn)單的做法是選取{Yn(x)}為相應(yīng)齊次定解問題的本征函數(shù)[65]，即{Yn(x)}滿足：222220,0(0,)(,)00yyaxLttxytyLtt===(2-4)對(duì)于這種邊界值求解問題，利用分離變量法，假設(shè)通解形式為：y(x,t)=Y(x)F(t)其中Y(x)表示線纜的振動(dòng)振型，只取決于變量x即線纜上點(diǎn)的位置，F(xiàn)(t)表示線纜的振動(dòng)規(guī)律，只取決于振動(dòng)時(shí)間t。將這個(gè)通解形式代入式(2-4)得：()()()()22222dFtdYxYxaFxdtdx=(2-5)即：()()()()222221dFt1dYxaFtdtYxdx=(2-6)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-13-力學(xué)幾何建模構(gòu)建力學(xué)模型來分析實(shí)際結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。材料參數(shù)：密度、楊氏模量、泊松比幾何形狀：線纜長(zhǎng)度、半徑自由度約束情況載荷情況輸入?yún)��?shù)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析利用結(jié)構(gòu)的固有頻率、固有振型和阻尼比等特征參數(shù)來描述結(jié)構(gòu)。固有頻率固有振型阻尼比參與系數(shù)輸出參數(shù)隨機(jī)振動(dòng)分析通過隨機(jī)振動(dòng)分析探究結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性，為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。位移響應(yīng)譜速度響應(yīng)譜加速度響應(yīng)譜應(yīng)力云圖輸出參量圖2-3隨機(jī)振動(dòng)仿真流程圖表2-1線纜材料屬性與線纜模型參數(shù)線纜材料屬性線纜模型參數(shù)密度(kg/m3)楊氏模量(GPa)泊松比長(zhǎng)度(m)橫截面積(mm2)張力(N)89601600.340.50.550圖2-4線纜力學(xué)仿真模型接著進(jìn)行模態(tài)分析。模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的一種方法，它是根據(jù)結(jié)構(gòu)的固有特征，包括頻率、阻尼比和模態(tài)振型等動(dòng)力學(xué)屬性來描述結(jié)構(gòu)的過程。每一個(gè)模態(tài)都具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。對(duì)于所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，其固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型需要在設(shè)計(jì)階段加以確定，以探究當(dāng)有外力激勵(lì)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生何種程度的影響，以便對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。實(shí)際的振動(dòng)可以看作是各階模態(tài)共同作用的結(jié)果，各階模態(tài)對(duì)整體結(jié)果體系振動(dòng)的貢獻(xiàn)程度不同，越高階的模態(tài)貢獻(xiàn)程度越小，因此通常取前5階模態(tài)共同作用的結(jié)果。由方程(2-10)解得固有振動(dòng)頻率的理論值計(jì)算公式(2-26)，計(jì)算前5階固有振動(dòng)頻率。通過ANSYS求解線纜在此約束下的前5階固有振動(dòng)頻率如表2-2所示。由于結(jié)構(gòu)的模態(tài)不受外部載荷影響，只與結(jié)構(gòu)本身及約束情況有關(guān)，通過與理論值對(duì)比


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