民机机载电子设备的典型结构

来源：职称阁分类：电子论文时间：2018-11-30 11:04热度：

　　这篇论文主要介绍的是民机机载电子设备的典型结构的相关内容，本文作者就是通过对民机机载电子设备在结构设计的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

民机机载电子设备的典型结构

　　关键词:民机机载电子设备;结构设计;仿真优化;散热翅;安装支耳

　　引言

　　近些年，我国的民用飞机产业稳步发展，相应的机载电子设备迅速发展，以国外同类产品为目标，开始大跨步追赶超越，在电子设备机械结构设计领域，针对民用飞机低成本的需求，各研发厂家在热设计、强度设计等领域也开展了大量的创新，如何确保设计最优化，本文以设备外围散热翅和安装支耳的设计为例，通过分析得出最优解[1]。

　　1典型结构介绍

　　在民机电子设备研发中，需要考虑散热和加固需求，但往往受限于安装空间或成本，设备需要设计散热翅和安装支耳，不同的结构形式带来的效果也大相径庭，如图1，是一些典型的电子设备结构。

　　2散热翅的设计

　　2.1典型的散热翅和特点

　　对于自然散热的产品，散热翅的设计对散热性能起到非常关键的作用，从图1可以看出，很多产品设计了很高的散热翅，这种典型结构应用也较为广泛，此类散热翅有以下特点[2]:1)常规产品的高翅片多位于侧面(导热面);2)有前后拔插模块需求的产品，翅片则设计为环绕式;3)散热翅片一般都大于10mm;4)大部分产品的散热翅方向和重力方向一致;5)可以设计兼容高低翅片的结构，也可以采用异形设计，以增大散热面。

　　2.2散热翅设计技术

　　在产品设计过程中，散热翅的设计首先要基于产品的功耗，但是散热翅的哪些特征是关键参数，如何去选取，以下针对散热翅设计技术展开论证[3]。1)散热翅的参数散热翅在设计过程中主要有以下参数，具体如图2所示。图中，L为零件长度;W为散热翅间距;H为散热翅高度;D为散热翅厚度。2)仿真分析以某模块模型为例，该模块元器件分布较为均匀，通过调整各参数，综合考虑重量，分析散热翅片如何最优。模块外形尺寸200×160mm，整板功耗约为40W，D1芯片约为15W，根据工程经验，选D=2mm。模型如图3所示。首先分析当翅片高度H=50mm，间距W=4，6，8，10，12，14mm情况下，D1芯片的温度。仿真结果如图4。然后分析当W=4，6，8，10mm，翅片高度H=10～50mm变化情况下，D1芯片的温度。仿真结果如图5。最后分析当翅片间距W=10mm，高度H=10～200mm变化情况下，D1的芯片温度。如图6所示。3)结论通过仿真分析，有以下结论:①以此模块为例，翅片间距为10mm时，器件温度最低;②翅片高度越高，器件逐渐降低，但当翅片高度大于60mm时，变化趋势变小。

　　3安装支耳的设计

　　3.1典型的安装支耳特点

　　在机载电子设备上，采用安装支耳是一种典型的安装方式，安装支耳设计对于整机抗振动防冲击性能非常关键。如图1所示，电子产品的安装支耳设计多采用与箱体一体设计，并且安装支耳两侧还设计有加强筋，如何在兼顾重量的情况下，设计最优的安装支耳，以下对安装支耳的设计进行分析[4]。

　　3.2典型的安装支耳的设计

　　对于安装支耳的设计，主要是根据产品的实际振动环境进行适宜的设计，涉及到的参数有本身的壁厚和是否设计加强筋，以某弯角件为例，当重量一定的情况下，设计出4种形式，如图7所示。从左到右，依次为:方案1采用常规设计;方案2是在方案1基础上增加了壁厚;方案3是在方案1的上部增加了加强筋;方案4是在方案1的下部增加了加强筋。方案2、方案3和方案4重量相同[5]。对弯角件上部的两个安装孔施加约束，对下方施加静力，如图8所示。可看出几种方案的最大应力为:方案1是58MPa;方案2是53MPa;方案3是40MPa;方案4是17MPa。通过仿真分析，有以下结论:1)同等重量下，增加加强肋条比增加壁厚有效;2)加强肋条位于弯角件下部时效果更好。4结束语在结构设计过程中，需要根据需求去设计，同一个需求在不同的应用场合可能有不同实现方案，要更多地去开拓思维，不拘泥于某一个经验，综合各类因素，有针对性的去开展设计，设计出最优化的产品。

　　参考文献:

　　[1]董伟.基于ARINC600的民机机载电子设备结构设计[J].机械工程师，2016(12):188-189.

　　[2]田沣，张娅妮，邸兰萍，等.高密度组装电子设备冷却技术应用研究[J].电子与封装，2014，139(11):1-4.

　　[3]袁志燕，钟建华.电脑散热片换热过程数值模拟分析[J].上海有色金属，2015(1):29-33.

　　[4]朱维兵，蒋龙，王健，等.某机载功放电子设备安装架结构优化设计[J].机械设计与制造，2016(5):200-202.

　　[5]吴伟.一种航空电子设备的抗炮振加固设计[J].机械工程师，2017(4):104-105

　　作者：董伟张娅妮姜健单位：航空工业西安航空计算技术研究所

文章名称：民机机载电子设备的典型结构

文章地址：http://www.zhichengg.com/dzlw/10965.html

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