热循环载荷与超高斯振动作用下弹载电源控制电路板寿命预测方法研究

摘要

随着技术的发展，现有的武器装备更新换代更加频繁，需要通过高加速应力筛选来保证装备服役状态的可靠性，通过仿真技术可以帮助确定高加速应力筛选试验剖面，避免盲目试验。鉴于这种情况，本论文对结构在热与超高斯振动载荷下做疲劳寿命预测，并针对某舱段内电源控制电路板，通过有限元分析其分别在热环境和振动环境下的响应，计算电源控制电路板的疲劳寿命。 阐述了热弹性力学理论，叙述了有限元分析方法及其有限元分析软件ANSYSworkbench，研究了计算热应力的有限元理论，锡铅焊料的本构模型和热疲劳寿命计算方法，对某BGA封装焊点的疲劳寿命进行了预测，验证了热疲劳寿命的计算方法。 研究了超高斯随机振动信号的生成方法及高斯和超高斯响应载荷的疲劳寿命计算，利用有限元软件仿真了试验件的随机振动响应，并计算了其疲劳寿命，验证了高斯疲劳寿命的计算方法。通过高斯混合雨流计数法计算了给定峭度和频谱超高斯振动响应的疲劳寿命。 通过有限元仿真软件建立了电源控制电路板的模型。对模型进行了模态分析和随机振动分析；通过多轴振动疲劳寿命理论预测了其在多轴振动激励下的疲劳寿命，进而预测了电路板在热循环载荷下的疲劳寿命；采用线性损伤叠加方法计算了模型在热振联合作用下的疲劳寿命。

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