2.3 模态分析
由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行随机分析之前首先要进行模态分析，使结构设计避免共振或以特定频率进行振动，本文分析中首先通过模态求解出整管模型的振动特性，分别求出有支架和无支架整管模型的固有频率。如表1所示。
从表1结果可以看出，有支架模型的固有频率明显比无支架模型的固有频率低，由此可得，当以试验台固有频率2000Hz为例，有支架模型的第三阶频率接近试验台固有频率，而无支架模型的第四阶频率明显高于试验台固有频率，说明当模型进行振动分析时，无支架模型比有支架模型比较容易发生共振，有支架模型抗振动性更高。
2.4 随机振动分析
为了进一步证明有支架模型抗振动性强的特点，在模态分析的基础上对两种模型分别进行了随机振动分析，根据实际行波管的随机振动试验条件，将载荷定义为随机载荷，采用ANSYS软件中的Random Vibration模块进行分析。分析中所加载的载荷定义为功率谱密度函数，如图3所示。
分析结果如图4和图5所示，图4为无支架模型和有支架模型随机振动分析后窗结构最大应力比较结果，无支架模型窗结构最大应力为4.84e7Pa，有支架模型窗结构最大应力为2.48e7Pa；图5为无支架模型和有支架模型随机振动分析后窗结构最大位移比较结果，无支架模型窗结构最大位移为2.19e-5m，有支架模型窗结构最大位移为7.67e-6m，从分析结果数据可以明显看出，有支架结构窗结构的最大应力和最大位移远小于无支架结构，同时利用与试验的比较证明了有支架模型的可靠性，说明有支架模型的设计分析合理性。
(a)无支架模型 (b)有支架模型
图4 两个模型随机振动窗结构最大应力
图5 两个模型随机振动窗结构最大位移
3 结论
通过对行波管整管的无支架结构和有支架结构进行随机振动分析，得出了整管的模态分析数据、窗结构的最大应力和最大位移的分析数据，结果表明无支架模型比有支架模型比较容易发生共振，有支架结构窗结构的最大应力和最大位移远小于无支架结构，同时利用与试验比较证明了有支架模型抗振动性更强、可靠性更高，也说明有支架模型的设计分析合理性。
