基于有限元软件的某机载设备架固有模态分析

田玉艳， 姜雨昂

（中国飞行试验研究院，西安 710089）

0 引言

随着我国飞机试飞技术的发展，飞行试验参数越来越庞大，试验测试设备越来越多，飞机测试改装难度日益增加，十几件甚至几十件设备同时加装在相同部位或相近部位的情况常常出现。此时需根据飞机结构现状，克服飞机结构局限性，在不影响飞机结构安全的前提下，权衡加装测试设备数量、尺寸，综合考虑并设计加装试验测试设备的机载设备架，实现多件测试设备集中加装，共同维护，改善改装质量，提高改装效率。

机载设备架通常是由设备安装面板、支柱和加强筋组合铆接而成，设备安装面板通常采用硬铝板，支柱和加强筋则采用硬铝型材。机载设备架面板上加装测试设备，底座与飞机机体连接，如果机载设备架固有频率与测试设备限定频率或飞机机体的振动相吻合，会产生共振，一方面使测试设备损坏，影响试飞数据采集；另一方面使飞机结构损坏，影响飞行安全，因此必须对机载设备架进行模态分析。本文通过专业有限元软件[1-2]对某机载设备架进行模态分析，得到该机载设备架前10阶固有振动频率，并与机载设备及飞机结构振动频率相比较，验证该机载设备架是否满足使用要求。

1 模态分析理论基础

模态是工程结构的固有振动特性，每个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型，这些模态参数可以由计算或实验提取[3-4]。模态分析的定义就是将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标，使方程解耦，成为一组模态坐标和模态参数表述的独立方程，以便求出系统的模态参数。……