电源柜有限元仿真分析.pdf

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1、第29卷第6期2016年11月机电产品开发与剀新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVOI．29．NO．6Nov．，2016文章编号：1002—6673(2016)06—077-03电源柜有限元仿真分析张文娟(中国兵器工业第五八研究所，四川绵阳621000)摘要：针对电源柜薄壁整体承载结构的特点，出于结构安全和使用可靠性考虑．对电源机柜的结构进行了有限元仿真分析。介绍了电源柜的结构特点，建立了有限元模型，详细描述了模态分析算法原理及仿真。仿真结果表明，电源柜振动主要集中在侧板上，但是最大振幅位移均低于lmm，电源柜整体刚度满足

2、设计要求；分析结果可为电源柜初期研究和改进提供理论参考，可降低设计成本，减少试验次数，缩短开发周期，从而节约设计成本，提供产品质量。关键词：有限元；模态分析；电源柜中图分类号：TN06文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2016．06．028PowerCabinetFiIliteElementSimulationAnalysiszHANGWen—Juan(No．58ResearchInstituteofChinaOrdnanceIndustries，MianyangSichuan621000，China)Abstract：Accordingtothechar

3、acteristicsofthepowercabinetthin—walledmonologuestructure。forstructuralsafetyandrehabilityconsidera—tions，usingthefiniteelementsimulateandanyzethepowercabinet．Introducedthestructurecharacteristicsofpowercabinet，establishedfiniteelementmodel，anddescribedindetailtheprinciplesofmodalanalysisalgorithman

4、dsimulation．Thesimulationresultsshowthatthepowercabi—netvibrationfocusedonthesidepanel，however，themaxirnumdisplacementamplitudewerelowerthanlmm，theoverallstiffnessofthepowersupplycabinettomeetthedesignrequirements；analysisresultsCanprovidetheoreticalreferenceforthestudyandimprovementofpowercabinetea

5、dy，whichcanreducedesignCOStsandthenumberoftests，shortenthedevelopmentcycle，savingdesignCOStsandprovidequalityproducts．Keywords：finiteelement；modalanalysis；powercabinet0引言电源柜是典型的薄壁整体承载结构，在承受外部载荷后。载荷通过安装立柱将力传递到机柜骨架上，最终通过隔震器座传递出去．并由此产生相应位移变形与结构应力。电源柜主体结构由机柜骨架、安装内立柱、模块围板、连接弯角、滑道导轨和L型加强结构组成。主要技术参数如下：电源柜结

6、构尺寸：600x600x1600(mm)；供电电源模块质量：2x20kg：3U插箱质量：3x8kg；3Ux8HP插件质量：30x1．2kg；(5)综合信息处理模块：5kg。出于结构安全和使用可靠性要求，对电源机柜的承载结构进行有限元力学仿真计算。1有限元模型建立电源柜有限元模型时。由于门板和腹板对其整修稿日期：2016—09—06基金项目：国家自然科学基金项目(61133016)作者简介：张文娟(1986一)，女，四川绵阳人，工程师。从事电子技术设计工作。77·制造业信息化·基本方程及力的边界条件，并利用等效积分形式的Galerkin提法．最终得到弹性体振动的有限元格式下的动力学微分方程：ma

7、(t)+Ca(t)+Ka(t)=Q(t)(1)其中：a(t)、a(t)和a(t)分别是结构的结点加速度向量、结点速度向量、结点位移向量，M、C、K、Q(t)分别是结构的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵和结点载荷向量。式(1)是电源柜振动分析的动力学基础。电源柜模态分析主要是预测无阻尼结构的自振频率和振型。一方面可以用来预测共振，另一方面可以为进一步的动力学分析做准备。在进行自由模态求解时，可不计阻尼，