行波管是目前应用最广泛的微波真空电子元器件之一,在交通运输、工程建设、手机通讯等领域都有着重要作用。如何减少因环境振动和工作时产生的高温导致的行波管失效是目前的研究热点。由于行波管结构复杂,三维软件建模和通用有限元仿真计算操作难度大,设计和制造过程复杂,生产过程中影响其抗振性能的因素太多,考察各因素的影响导致设计过程复杂,因此计算机模拟优化行波管动力学特性是一种有效的设计方法。但在行波管仿真研究过程中,缺乏针对性的接口平台给CAD和通用有限元软件的使用带来了操作不便、界面不友好等问题,阻碍了研究设计工作的进展。本文在原有通用有限元软件开发研究的基础上,针对国内外行波管的研究工作存在的问题,运用Pro/E和ANSYS Workbench进行对行波管的设计仿真优化工作,着重开展对行波管整管的动力学特性分析,开发出模型兼容性好、仿真工况多样化的专业设计仿真软件,完善对通用有限元二次开发平台的研究。研究工作如下:首先,本文分析了行波管各结构尺寸对抗振性能的影响,研究了Pro/E参数化设计技术,使用统一装配基准的方式和参数传递技术,得到行波管参数化三维模型,完成了行波管零部件三维建模中的参数化工作;其次,完成了行波管有限元仿真计算,通过模块化的手段简化了仿真过程的参数设置过程,该过程可根据行波管各零件的特点进行针对性的优化设置,提高了行波管有限元仿真模型的布局准确性和效率;接着,根据上述行波管设计仿真工作的需要,运用C#设计完成了基于ANSYS Workbench的行波管专用设计仿真平台的二次开发工作,并将三维模型设计功能和有限元仿真设置功能打包在二次开发平台内;最后,通过配置数据库中的行波管仿真数据,对软件的各个功能模块进行了全面调试和运行,成功地在该软件平台上进行行波管优化设计并调用ANSYS Workbench求解计算,得到了行波管振型图和温度分布图,为模拟仿真设计过程提供优化依据,验证了本文建立的二次开发平台在工程应用中的可行性。本文通过对行波管三维模型的参数化设计,得到了可利用Pro/E数据库辅助计算的参数化模型,对行波管有限元仿真计算工作的优化和专用设计仿真平台的二次开发,为行波管仿真优化设计和可靠性研究奠定了工程应用基础。