[发明专利]微组装组件振动疲劳寿命预测仿真模型验证方法和系统

摘要

一种微组装组件振动疲劳寿命预测仿真模型验证方法和系统，根据微组装组件与固定件的结构建立振动仿真有限元模型。提取振动仿真有限元模型的约束模态特性参数和随机振动响应特性参数，对微组装组件进行模态试验和随机振动测试，获取微组装组件的约束模态特性验证参数和随机振动响应特性验证参数。判断得到的两组参数的误差是否小于对应的预设阈值，若是，则验证结束；若否，则对振动仿真有限元模型进行修正，并再次提取修正后的振动仿真有限元模型的约束模态特性参数和随机振动响应特性参数。由于增加了与寿命预测随机振动相同量级载荷的随机振动响应特性验证，使验证得到的振动仿真有限元模型更接近于实际使用状态，提高了模型验证的准确性。

主权项

一种微组装组件振动疲劳寿命预测仿真模型验证方法，其特征在于，包括以下步骤：根据金属封装的微组装组件与安装所述微组装组件的固定件的结构，建立固定件上的微组装组件的振动仿真有限元模型；提取所述振动仿真有限元模型的约束模态特性参数和随机振动响应特性参数；对安装于所述固定件的微组装组件进行模态试验和随机振动测试，获取所述微组装组件的约束模态特性验证参数和随机振动响应特性验证参数；判断所述约束模态特性参数和随机振动响应特性参数，与所述约束模态特性验证参数和随机振动响应特性验证参数的误差是否小于对应的预设阈值；若是，则验证结束；若否，则对所述振动仿真有限元模型进行修正，并返回所述提取所述振动仿真有限元模型的约束模态特性参数和随机振动响应特性参数的步骤；所述约束模态特性参数包括所述微组装组件的前八阶模态振型和前八阶固有频率，所述随机振动响应特性参数包括所述微组装组件的随机振动响应均方根加速度；所述随机振动响应均方根加速度指20～2000Hz频率范围规定功率谱密度载荷下的均方根加速度值；所述约束模态特性验证参数包括所述微组装组件的前八阶模态振型和前八阶固有频率，所述随机振动响应特性验证参数包括所述微组装组件的随机振动响应均方根加速度；所述对安装于所述固定件的微组装组件进行模态试验和随机振动测试，获取所述微组装组件的约束模态特性验证参数和随机振动响应特性验证参数的步骤，包括：模拟所述微组装组件安装于所述固定件的约束条件，具体通过带散热装置的弹性约束振动试验夹具固定所述微组装组件，模拟所述微组装组件安装在固定件上的约束条件，所述带散热装置的弹性约束振动试验夹具包括底座、约束单元支架和弹性约束单元，所述约束单元支架包括2个，所述弹性约束单元由可更换的PCB板和散热片组成；根据所述约束模态特性参数和随机振动响应特性参数获取所述微组装组件的振动疲劳损伤敏感区域；对所述微组装组件预设的锤击点连续锤击预设次数，采集所述微组装组件的频率响应函数；根据所述频率响应函数分析并提取所述微组装组件的前八阶模态振型和前八阶固有频率，利用模态识别技术，去除所述固定件的固有频率，或通过采用移动力锤法敲击固定件，获得对应的频率响应函数并确定固定件的固有频率，通过最后去除所述固定件的固有频率后得到频率响应函数来分析微组装组件的模态参数；获取所述振动疲劳损伤敏感区域预设的监测点的加速度响应时域信号，其中，对安装在弹性约束振动试验夹具上的微组装组件进行随机振动试验，获取各监测点的加速度响应时域信号；根据所述加速度响应时域信号计算对应所述监测点的均方根加速度功率谱密度；根据所述均方根加速度功率谱密度计算对应所述监测点的随机振动均方根加速度。