电子设备结构cad-cae模型转换与分析

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1、电子设备结构CAD/CAE模型转换与分析

2、第11.引言20世纪中叶，无线电电子技术得到迅速发展，电子设备机构设计开始引起世界各国关注，随着电子技术使用范围的推广，设备的功能、体积、运转可靠性以及各种环境的适应性等诸多问题被纳入机构实际的范畴，使电子设备机构设计逐渐形成一门多学科的综合技术，20世纪中后期，伴随着固体电路、集成电路、大规模集成电路的相继出现，电子设备开始向小型、超小型、微型组装方向发展。机构设计中的些传统设计方法逐步被机电结合、光电结合等新科学技术所代替，尤其是超大规模集成电路及其衍生的各种模块的出现，使许多曾

3、被认为不可逾越的纯机械技术和工艺失去意义，同时也给电子设备的结构实际注入新的内容，现有的结构设计方法也面临新的变革。现阶段通常运用各种通用商业CAD/CAE软件对电子设备结构进行一些分析设计。但通用软件不是专为电子设备设计而开发的，缺乏大量支撑数据和专用接口，而目这些软件在使用过程中烦琐、复杂，尤其是CAD/CAE模型转换困难。因此，目前的方法不能从根本上解决实际问题，很难达到对设计水平的提高，也不能在设计阶段有效的消除缺陷与方案上的不足。现有的结构设计思路和方法越来越不适应新形势对电子设备结构设计提出的要求。2.电子设备结

4、构CAD/CAE模型转换技术图2-1机箱的建模设计方案2.1电子设备结构CAE建模设计方案电子设备结构设计CAE建模系统是在ANSYS的基础上开发CAD/CAE模型的集成接口，应用此模块可以将UG软件建立的CAD模型快速导入到八NSYS中，快速生成有限元网络模型。以机箱为例流程如图2-1。2.2电子设备结构CAE建模系统平台的选择根据“电子设备结构设计支撑软件平台系统”刘数据存储方而的要求主要有:网络化、大数据容量、安全性、可靠性、确定SQLServer为数据管理软件。开发工具选用c++Builder,可以快速地产生程序的G

5、UIlayout和prototype，在后续调整程序界面的调整周期中也非常方便，而且c++Builder完全可以满足电子设备结构优化设计支撑软件平台系统的开发功能，可以显著降低开发成本、提高系统的开发效率。有限元软件选用ANSYS软件为有限元分析下具来开发电子设备结构综合平台CAE模型的导入、处理与分析系统。2.3电子设备结构CAE建模要求模型简化:模型简化应当考虑以下两个原则。模型的正确可靠性;模型计算成本的经济性。边界条件和载荷的正确施加:边界条件包括整个结构位移条件及单元间的边界与连接条件应当正确施加;载荷的施加应尽可

6、能保持准确和等价性，必要的时候，应当对局部进行重新分析。有限元网络划分要满足以下要求:合法性、相齐性、逼近精确性、良好的单元形状、良好的划分过度性、网络划分的自适应性。单元选取要满足以下几个方面:网络划分时，就整体而言，单元大小要根据工程上的精度和要求和所用的计算机速度和容量决定;根据部位的重要性以及应力、位移变化是否剧烈，确定不同部位网络的硫密。重要部位和应力跟位移变化很大的部位单元尺寸要小;若计算对象尺寸有突变或材料性质有突变时除了应将这些区域的单元尺寸划分的较小外，还应将突变线(面)作为单元的分界线(面);若计算对象受

7、有突变的分布载荷或集中载荷作用时，应把这种部位的单元取小一些，片在突变处和应力集中处布置单元节点:单元形状的好坏对精度影响也很大。一般尽可能让每个单元边长相似，各个角度不能太尖；特殊问题特殊考虑。如结构力学分析时为体现结构的动力学响应并使计算下作量不至于过大，网络节点的布置应当能体现结构的动力特征为基本原则。2.4电子设备结构CAD/CAE模型转换电子设备的CAD模型转换成数据库的数据信息后，利用C++Builder编制的接口程序，读取这些数据生成APDL程序语言，在此过程中自动处理边界约束条件和载荷、赋予组件相关的单元种类

8、，然后在有限元软件ANSYS中打开模型。在以机架和线路板为例，CAD/CAE模型的转换如下: