抗恶劣环境机箱结构设计及其动力学仿真.pdf

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1、第9期机械设计与制造2012年9月MachineryDesign&Manufacture35文章编号:1001—3997(2012)09—0035—02抗恶劣环境机箱结构设计及其动力学仿真木};【Abstract】ThecabinetisthehardwareJ~'ilitytoensureelectronicequipmentsworknormallyand{s,which。,),imp。rtant9Corefecr0cc。"。肥胁f。倒。z

2、j}n聊en鲫ec£r0一l{magneticshielding.Atfirst,istheintroductionofthecabine

3、t加mstructuraldesign,andthentheoverall一{;signandthethermdesig.introd:ee1.Onthe。therhand,thPanalysisofthemodelandthe瑚一;》domvibrationof口militarycabinetarecarriedoutbytheuseoffiniteelementan咖issoftwareANSYS{;Workbench.Naturalfrequenciesandmodalshapandthess,displace,凇ofcomponentsnobtained.1;Theinfl

4、luencesofvariousparametersonthepropertiesofthecabinetareanalyzed.{:矍蓊誓子信:息棼的苎速曼命:登妻荔箱:多电:磊二出的难题。经。这些机箱不但具备传统功能性要求,而且拥有要统。、用。、析’、,将机箱设计为三腔式结构(即面l一11-17★基金项目:制造系统与先进制造技术广西重点实验室基金项(09-007—05S007)36李昆等:抗恶劣环境机箱结构设计及其动力学仿真第9期不能达到要求。本机箱采用传导散热与强迫风冷散热相结合的方(seD)类型。对于两侧分道板,由于其特征尺寸相差较大,形状式。这是因为传导散热的热阻小,散热

5、效率高。至于冷板的材料,不规律,故采用四面体网格划分的方法,即PatchConforming类一般采用的是紫铜板,由于紫铜板的密度大而选用铝板。并在铝型。其他的采用自动网格划分的方法。机箱内的网格划分图,如图板上涂覆导热脂以减小热阻,加强散热,对于印制板上局部发热4所示。为了模拟真实的实验情况,在机箱前面板与后面板上开量大的元件采用灌封的方法。除此之外,设置楔型机构与风道板,孔,前面板上的孔设为固定联接(FixedSupport)方式,后面板上的如图3所示。使印制板与冷板紧密接触以减小接触热阻,又能防孔则设为无摩擦支撑(FrictionlessSupport)。只求解六阶,已能满止

6、印制板在受到外载时发生振冲位移。其中,中杆与印制板通过足实际工作要求[6-71。十字槽沉头螺钉同定,并且使用防脱螺母,同时在两侧面板上各2设置一个离心式风机鼓风散热。图1操作台1.锁舌2.拉簧3_,J、盖板4.螺柱5.十字槽盘头螺钉图4印制板网格划分图1.印制板2左风道板3.右风道板4.线板5.楔型机构经过分析,得到机箱的六阶典型模态固有频率和振型。其中第一阶显示为母板出现上下摆动,这是由于母板跨度较大,而致使其刚度较差;第二阶为防撞边与盖板出现了位移,并且防撞角也出现了较大的变形,这是由材料的特性决定的;第三阶与第四阶集中表现为盖板出现y向凸起,第五、六阶表现为底板}【J现较大的

7、变形,这也是由于这些板跨度大、刚度不足的原因造成的。其中变形最大的是第三阶与第六阶,但是由于他们的频率均超过了200Hz,因此,这些情况在实际工况下是不会发生的。但是.模态图2机篇1.防撞边2.前面板3_印制板4.盖板5后拉手6风道板7.定位孑L分析为一步的动力学分析提供了必要的基础和依据。8.导槽9.右侧板】0肋撞角11.前把手1z包胶13.操作台4.2随机振动分析2采用模态分析约束方式,分别进行了X、Y方向随机振动分析。得到了各自的应力、应变图。在x方向的模拟中,当概率为68.3%时,应力最大点在后面板实验螺钥‘连接处,达到了41.51MPa,如图5所示。因此,在实验时,应采用

8、更加有效可靠的螺钉连接方式。、y、zj向的变形图均显示变形最大处在防撞图3印制板组件1.螺杆2.冷板3.印制板4.防脱螺母5.风道板6.中杆7.契块边上,但其变形量可以忽略不计,所以X方向的数据显示其工作4动力学仿真分析可靠,满足要求。4.1模态分析模态分析的作用是确定产品的固有频率和振型,是进行其它动力学分析的基础与根据。ANSYSWorkbench由于其强大的集成功能和协同仿真能力,避免了传统ANSYS建模困难的问题,得到了研究人员的青睐。首先用SolidWork

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