CAE仿真分析报告

目录

1 说明 (1)

2 分析过程 (1)

2.1 分析类型 (1)

2.2 分析流程 (1)

2.3 模型说明 (2)

2.3.1 几何信息 (2)

2.3.2 单元类型 (2)

2.3.3 材料属性 (2)

2.3.4 网格划分 (3)

2.3.5 连接设置 (3)

2.3.6 载荷及约束设置 (4)

2.3.7 计算设置 (4)

2.4 分析结果 (4)

2.4.1 40g过载 (4)

2.4.2 8000g过载 (6)

3 改进意见 (8)

4 硬件最低要求 (8)

1 说明

依照客户委托，对客户提供模型进行响应谱分析。

2 分析过程

2.1 分析类型

基于ansys13.0的响应谱分析。

2.2 分析流程

分析流程如下图所示：

图1 分析流程

2.3 模型说明

2.3.1 几何信息

原始几何模型由客户提供。几何清理便于更好的分析问题，去除细小特征，例如小孔等。单位制:毫米，如图2。

2.3.2 单元类型

分析对象为实体模型采用SOLID92单元。SOLID92单元精度高，适应性好，能够满足分析需求。

图2 原始几何模型

2.3.3 材料属性

除图2中绿色部分外，其余都按铝合金计算，LY12。绿色部分为PCB板。依据机械设计手册Ver.2012和网上资料，LY12和PCB板的属性分别取如下数据：

●LY12的机械性能

➢抗拉强度：σb (MPa) ) ≥425

➢屈服强度：σ0.2 (MPa) )≥275

➢密度：2.78g/cm3

➢弹性模量：73000MPa

●PCB板的机械性能

➢密度：2g/cm3

➢弹性模量：50400 MPa

➢泊松比：0.231

2.3.4 网格划分

基于hypermesh11.0处理，单元尺寸3mm，该尺寸能较好的表现模型特征。由于模型局部特征较多，故采用四面体单元划分。网格最终效果如图3

图3 网格模型

2.3.5 连接设置

本分析类型为动力学，故零件间连接方式采用线性BONDED处理，位置由客户图纸提供。连接示例模型如图4所示

图4 连接示例图

2.3.6 载荷及约束设置

约束采用固定约束，位置由客户图纸确定

载荷谱由客户提供，见表1

正交坐标系3个方向。

2.3.7 计算设置

依照客户要求，输出6种工况文件（加速度40g，8000g各三个方向），基于ansys13.0动力学求解器计算。

2.4 分析结果

2.4.1 40g过载

首先以40g，X方向模型响应为例，观察PCB板应力分布图（图5），整体应力分布图（图6），X、Y、Z方向变形图（图7,8,9）。

图5 PCB板应力分布图

图6整体应力分布图

图7 X方向变形图

图8 Y方向变形图

图9 Z方向变形图

在此工况下，最大应力值远远小于屈服强度，变形量也较小，设备结构安全稳定，符合要求。同理40g，Y、40g，Z工况。

2.4.2 8000g过载

其次以8000g，X方向模型响应为例，观察PCB板应力分布图（图10），整体应力分布图（图11），X、Y、Z方向变形图（图12,13,14）。

图10 PCB板应力分布图

图11整体应力分布图

图12 X方向变形图

图13 Y方向变形图

图14 Z方向变形图

在此工况下，最大应力值大大高于抗拉强度，但变形量较小，说明设备存在应力集中；同时观察PCB板应力分布可知，连接部位应力集中，产生结构性破坏，设备结构不符合要求。同理8000g，Y、8000g，Z工况。

注意：以上分析基于本文确定的网格划分尺度、方法和边界条件，结果可能会因采用计算参数设置不同而有所差异。若追求精度更高的计算结果，需进一步细化网格，改善网格质量，细化边界条件等。

3 改进意见

1.在整体应力集中区域采用平滑过渡，减少应力集中。

2.PCB板连接区域改善连接方式，降低局部应力。

4 硬件最低要求

●模型处理：

➢操作系统：WINDOW7

➢内存：8G，

➢独立显卡：1G

➢CPU：Intel四核心，核心频率2GHz

●仿真计算

➢操作系统：WINDOW7

➢内存：32G

➢独立显卡：1G

➢CPU：intel十六核心，核心频率3GHz