电脑机箱结构的模态分析

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机箱结构分析报告

机箱结构分析报告1. 引言机箱作为计算机硬件的重要组成部分，不仅承载着各种硬件组件的安装，还在外部提供接口和散热功能。

机箱的结构设计对计算机整体性能和可用性有着重要影响。

本报告旨在对机箱的结构进行分析，从而更好地理解机箱的作用和设计原则。

2. 机箱结构概述机箱主要由以下几个部分组成：2.1. 前面板前面板是机箱的外部面板，通常包括电源开关、电源指示灯、USB接口、音频接口等。

前面板的设计要考虑用户的使用便利性和外观美观。

通常采用易于操作的按钮和接口布局，同时也要注意前面板与机箱其他部分的结合。

2.2. 机箱壳体机箱壳体是机箱的主体部分，用于容纳各种硬件组件。

机箱壳体的设计要考虑以下几个方面：•大小和尺寸：机箱壳体要能容纳所需的硬件组件，并保证其固定和连接的稳定性。

•材质和耐久性：机箱壳体通常采用金属或塑料制作，要保证足够的硬度和耐久性，以确保硬件的安全。

•冷却和散热：机箱壳体通常设计有散热孔或风扇安装口，以确保硬件的正常工作温度。

2.3. 内部结构机箱的内部结构包括主板安装位置、电源安装位置、硬盘安装位置等。

内部结构的设计要保证硬件组件的稳定性和安全性，同时也要尽可能提供更好的布局和散热效果。

通常，机箱会预留一些固定孔位和导向槽，以便用户自由安装和调整硬件组件的位置。

2.4. 散热系统由于计算机的工作过程中会产生大量热量，机箱的散热系统设计尤为重要。

散热系统包括风扇、散热孔和散热片等。

合理的散热系统设计可有效地降低硬件温度，延长硬件寿命，提高计算机的稳定性和性能。

3. 机箱结构分析3.1. 前面板设计前面板设计要符合人体工程学原则，以提供良好的用户体验。

按钮和接口的位置应合理布局，使用户能够轻松操作和连接。

此外，前面板的外观设计也要符合用户的审美需求，以满足不同用户的个性化需求。

3.2. 壳体设计机箱壳体的设计应考虑到易于生产和制造。

在保证足够强度和稳定性的前提下，尽量减少材料的使用，以降低制造成本。

Abaqus对台式机箱结构模型进行模态分析

Abaqus对台式机箱结构模型进行模态分析
1模型的建立在该型号机箱中，双光驱位于顶部，两块硬盘布置于机箱的底部，硬盘固定于由钢板围成的笼形空间。

硬盘在机箱上的固定方式主要分为螺丝固定以及无螺丝免工具拆卸设计。

无螺丝设计方便维修保养以及升级，大大提高了用户体验性，但同时也对机架的设计以及仿真提出了巨大挑战。

本文中，硬盘覆盖以通过塑胶硬盘架固定，硬盘架通过装配卡合的方式固定在笼式硬盘架中，再通过铆接及螺丝固定的方式与整机进行连接。

塑胶硬盘架的设置对于隔离硬盘振动、方便拆装有着重要的意义。

机箱作为钣金件组合体，是典型的板壳结构，因此主要采用shell单元，利用原有三维设计图档，采用Hyper mesh抽取中性面并划分网格，
1.1 Abaqus/Standard分析设定
为在有限元分析中尽量考虑机箱的结构力学特性，又能简化计算，提高计算速度，引入如下的假设和处理方法：
显卡及主板采用PCB材料，电源、硬盘等只需考虑质量，所以将其定义为刚体，并给予一定的密度，同时充分利用ABAQUS自动计算并调整参考点至质心的功能建立参考点来定义。

作为钣金件组合体，台式机箱存在大量的铆接及螺栓固定的部位，在频率分析中至今也没有比较完善的理论来准确描述频率分析中各种连接方式以及接触对，这也是频率分析中的难点，为此，结合分析的经验，对各种接触行为如铆接、螺丝固定、装配配合等分别进行处理，在建立过程中，按主-从公式定义基于表面的约束，一般选材料较软和网格划分较密为从属表面。

Abaqus提供了三种求解振型的方法：Lanczos方法、Subspace方法及AMS（自动多重子结构）方法，三种方法各有优缺点，分析中采用了默认的Lanczos方法，其优点是它的可行性及高效性以及支持稀疏矩阵方法。

基于ANSYSWORKBENCH的颗粒机机架的模态分析

http : ZZ HD.chinaj ou rna.l n et .cn E m ai:l ZZHD @chai n aj ou rna.l n et .cn 机械制造与自动化作者简介:张元通(1974 ),男,江苏洪泽人,中学一级教师,硕士,研究方向为机械制造。

基于ANS YSWORKBE NC H 的颗粒机机架的模态分析张元通(洪泽县职教中心,江苏洪泽223100)摘要:颗粒机机架的模态分析对于减少颗粒机的振动,防止颗粒机产生共振具有重要意义,利用AN SYS 软件对颗粒机机架进行了模态分析,得到了颗粒机机架的固有频率和振型云图,为颗粒机的进一步分析打下了基础。

关键词:颗粒机;AN S Y S ;模态分析中图分类号:TH 12;TP39 文献标志码:A 文章编号:1671 5276(2011)02 0110 03M odal Analysis of Fra m e for G ranulationM achine Based on ANS YSW orkbenchZHANG Y uan tong(H ong ze V o ca ti ona l Educati on Center H ong ze 223100,Chi na)Abstrac t :Th em oda l anal ys i s of the fra m e of granu l ation m ach i ne has i m portant sign ificance to redu ce t he vi b ration ofm ach i ne .Th is pap er usesANSYS soft w are to carry ou t t he m od al an al ysis of t h e fra m e of granu l ation m ach i n e ,gets t he nat u ral frequ ency ofm ach i ne fra m e and v i brati on m ode i m age and l ays t h e foundations for t h e furt her analys i s of t he m ach i ne .K ey word s :granu l ati on m ach i ne ;ANSYS ;m ode ana l ysis0 前言颗粒机机架是颗粒机的基本框架,承受着复杂的外力作用,颗粒机设计完成后,为保证颗粒机在运行时能够有较好的性能,避免颗粒机在运行时受外界力作用产生共振,造成对机器的破坏,有必要对颗粒机的机架进行模态分析。

基于ANSYS软件的书架模态有限元分析报告

基于ANSYS软件的书架模态有限元分析报告一、概述本次大作业主要利用ANSYS软件对书架的模态进行分析,计算出书架的固有频率和振型。

然后与实际情况进行比较,证明分析的正确性,从而为书架的优化分析提供了充分的理论依据，并且通过对ANSYS软件的实际操作深刻体会有限元分析方法的基本思想，对有限元分析方法的实际应用有一个大致的认识。

二、问题分析如图1所示为简单书架侧面尺寸图，该书架有两片图1所示钢板组成，两片钢板距离0.5m，底部托板尺寸为250mm*500mm,背部托板尺寸为50*500，四部分钢板均焊接而成，材料均为不锈钢，分析其模态。

钢板厚度均为1mm。

图1 书架三、有限元建模钢板厚度均为1mm，应该采用面体结构建模，建立书架结构的面体单元，焊接采用共节点等效。

首先建立几何模型，在Workbench中建立图1所示的草绘截面。

将草绘面生成面体，偏移500mm，如下图所示同样采用草绘面方法，先建立底部托板尺寸为250mm*500mm,背部托板尺寸为50*500的草绘面，然后生成面体，最终模型如下所示：如图 2所示，采用材料默认的结构钢材料即可，材料的杨氏模量为2e11Pa，泊松比为0.3，密度7850kg/m3，四个部件材料均为结构钢。

图 2 材料定义对书架模型进行网格划分，网格尺寸设置为4mm，网格模型如下所示，自由模态分析不需要施加任何载荷。

图8 网格模型四、有限元计算结果模态分析是研究结构动力特性一种方法，一般应用在工程振动领域。

其中，模态是指机械结构的固有振动特性，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

分析这些模态参数的过程称为模态分析模态分析的作用，往往是为了能够知道所分析结构的模态频率、模态振型等结果。

一般情况下，按照不同的边界有不同的条件来分，模态分析可以分为自由模态（Free mode）和约束模态（Constraint mode）；按照分析的方法来区分，可以分为试验模态（Experimental mode）和数值模态（Numerical mode）。

机械工程中的模态分析方法

机械工程中的模态分析方法在机械工程领域，模态分析是一种重要的工具，用于研究和评估机械系统或结构的动力特性。

通过模态分析，工程师可以了解结构的固有振动频率、振型及其相关参数，从而对系统进行设计、改进和优化。

一、模态分析的基本原理模态分析基于结构的自由振动特性。

当结构受到外界激励或内部失稳因素影响时，会出现自由振动。

模态分析通过对这种振动进行精确测量和分析，得到结构的模态参数。

在模态分析中，最关键的一步是确定结构的固有频率和相应的振型。

固有频率是结构在自由振动时所表现出的振动频率，它与结构的刚度密切相关。

振型则描述了结构在不同固有频率下的变形形态，是结构动态响应的关键指标。

二、模态分析的常用方法1.加速度法加速度法是最常用的模态分析方法之一。

它基于物体的加速度与力的关系，通过测量结构上的加速度响应来推导出结构的模态参数。

具体操作中，可以通过加速度传感器将结构上的振动信号采集下来，再使用信号处理算法对信号进行分析。

2.激励-响应法激励-响应法是另一种常见的模态分析方法。

该方法将结构受到的激励信号与结构的振动响应进行对比，从而得到结构的模态参数。

激励信号可以是一个冲击物、一次瞬态激励或周期性激励。

3.频率域方法频率域方法是一种基于结构在频域内的特性进行模态分析的方法。

它以傅里叶变换为基础，将结构的时域信号转化为频域信号，进而得到结构的固有频率和振型。

频率域方法具有计算效率高、信号处理简易等优点。

4.有限元法有限元法是一种数值方法，常用于模态分析中的结构模态分析。

该方法将结构分解为多个小单元，利用有限元理论和方法对结构进行数值模拟。

通过进行有限元分析和计算，可以得到结构的固有频率和振型。

三、模态分析的应用领域模态分析在机械工程领域中具有广泛的应用。

它可以帮助工程师了解和评估结构的动力特性，发现结构的固有频率、共振点和脆弱部位，从而进行系统的设计和优化。

模态分析在航空航天领域中有着重要的应用。

通过对飞机、火箭等结构进行模态分析，可以评估其动态特性和共振情况，保证飞行安全性和运行可靠性。

机箱结构分析报告

机箱结构分析报告1. 引言机箱是计算机的重要组成部分，承载着保护计算机内部组件、促进散热、提供外部接口等功能。

机箱的设计和结构对计算机的性能和可靠性有着重要的影响。

本文将对机箱的结构进行分析，并提出一些建议以改进机箱的设计。

2. 机箱结构概述机箱通常由以下几个主要部分组成：•外壳：为机箱提供结构支撑和外观装饰。

外壳应具备一定的强度和稳定性，以保护内部组件免受外界物理损伤。

•机箱盖：覆盖在机箱顶部，可通过螺丝或快拆按钮固定。

机箱盖的设计应方便用户进行维修和更换硬件。

•前面板：位于机箱正面，提供外部接口，如USB、音频接口等。

前面板应易于访问，并具备一定的美观性。

•后面板：位于机箱背面，提供主板和其他组件的接口。

后面板的设计应充分考虑各种接口的布局和排列，以满足用户的需求。

•机箱内部：提供组件的安装空间，应具备良好的散热性能和合理的布局，以确保计算机的稳定运行。

3. 机箱结构分析3.1 外壳材料选择外壳的材料应具备一定的强度和耐久性，以保护内部组件。

常见的材料有钢板、铝合金和塑料。

钢板具有良好的强度和稳定性，但重量较大；铝合金轻便且具有良好的散热性能，但成本较高；塑料轻便且成本较低，但强度较差。

因此，根据不同的需求，可以选择合适的材料。

3.2 散热设计机箱的散热设计对计算机的性能和可靠性至关重要。

应在机箱内部设计合理的散热通道，以确保空气流动的畅通。

同时，可以使用散热风扇和散热片等散热装置来提高散热效果。

此外，还可以考虑在机箱的顶部或侧面增加散热孔，以增加散热面积。

3.3 前后面板设计前面板和后面板是用户与机箱进行接口交互的重要部分。

前面板应设计易于访问的USB接口、音频接口等，并具备一定的美观性。

后面板应充分考虑各种接口的布局和排列，以方便用户进行外部设备的连接。

3.4 内部结构布局机箱内部的结构布局对于硬件的安装和维修具有重要影响。

应设计合理的硬盘位、电源位和主板位，以确保组件的安装的便捷性和空间的利用率。

ABAQUS 在台式电脑机箱结构仿真分析

ABAQUS在台式电脑机箱结构仿真分析中的应用张旗利江国栋联想（北京）有限公司摘要：本文介绍了ABAQUS软件在台式电脑机箱结构仿真分析中的几个典型应用，利用ABAQUS软件在机箱设计阶段进行仿真分析，能提前预估出可能存在的结构风险，并进行改进，从而大大缩短产品开发周期，降低开发成本，有效提高产品竞争力。

关键词：ABAQUS 机箱结构仿真1 概述随着计算机工业的快速发展，全球已进入电脑普及时代。

PC行业的竞争也日益白热化，这就迫使企业要不断地降低成本，提高产品质量和可靠性，缩短产品的开发周期。

而传统的“设计→试制→试验→修改→再试制→再试验”的产品开发方法显然已难以满足企业的需求，通过CAE手段，在设计阶段模拟产品在冲击振动等条件下的力学行为，对机箱产品进行结构风险评估，及早发现可能出现的质量问题并制定改善方案，从而达到缩短产品开发周期，降低成本的目的。

ABAQUS作为世界领先的有限元工程模拟软件，从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，ABAQUS 都能够很好的予以解决。

对于台式电脑机箱所涉及的典型结构问题，利用ABAQUS也都能有效求解。

下面将分别介绍ABAQUS在机箱机构仿真分析中的几个典型应用。

2机箱冲击模拟机箱从开发到量产的整个阶段要经过多轮严格的冲击测试，以验证机箱的结构强度。

若能在设计阶段就进行机箱的冲击模拟，则可以很早就发现结构设计问题并予以改进，从而减少机箱手板制作和测试次数，有效节省开发时间和降低成本。

2.1冲击试验介绍机箱冲击试验是利用冲击试验机，使机箱系统瞬间受到很大冲击载荷作用，以测试机箱系统结构强度的试验。

根据测试需要选择不同的冲击波形，并设置不同的冲击加速度值和冲击时间。

对于机箱产品，需要进行六个面方向的冲击测试，以模拟实际使用环境，测试机箱的抗冲击能力。

图1 机箱冲击试验图2.1冲击模拟分析ABAQUS/Dynamic Explicit是求解复杂非线性动力学问题和准静态问题的理想程序，特别是用于模拟冲击和其他高度不连续事件，如考虑塑性、接触、材料失效等效应的问题。

机械结构的理论模态分析方法

(24)
根据系统聚缩前与聚缩后的动能和势能应相等的原
则 ,则有 :
T
=
1 2
xT Mx
=
1 2
x
T p
TT
M
Txp
(25)
U
=
1 2
xT
Kx
=
1 2
x
T p
TT
KTxp
(26)
可得聚缩的质量、刚度矩阵为 :
M = Ti (λ) M Ti (λ) =
Mpp + Mps Ti (λ) + TiT (λ) M sp + TiT (λ) M si Ti (λ)
(λλi +i1 ) s < ε
(16)
ε为控制精度的小数 ,于是
∑ v1
=
r k =1
(
(17)
这时 Lanczos 缩阶方程的阶数 m ≤r 。
2 同步矢量迭代法 ( S V I)
同步矢量迭代法的主要计算步骤如下 :
第1步
Φ = K- 1 MΦold
(18)
(7)
为了将方程组的阶数缩低 , 应使 Lanczos 向量 v1 在由尽量少的特征向量 Φ1 、Φ2 、…、Φm 生成的子空间 V m 中 ,为此采用迭代法选取初始向量 x0 。
将式 (6) 改写为 :
Kx = λi M x + b
(8)
构造迭代算法 :
Kzs = λi M zs - 1 + b z0 = 0
1) 选择对系统结构振动影响较大的自由度方向为主自由度 ,如图 1 所示的等截面悬臂梁结构中 ,在方向的自由度对整个系统振动影响较大 ,可选择为主自由度。

FM6324立式加工中心工作台组件的ANSYS模态分析及优化_韩江

在ＡＮＳＹＳ中，使用弹簧阻尼单元（Ｓｐｒｉｎｇ－ｄａｍｐｅｒ１４）模拟其动态特性，即在两部件相互接触的结合面上对应位置建立成对的硬点，使用１个沿法向、２个沿切向且相互垂直的弹簧阻尼单元，将它们连接起来，分别模拟法向和切向的动力学特性，如图２所示。
注：Ｋｎ、Ｋｔ的单位为１０７Ｎ／ｍ３，Ｃｎ、Ｃｔ的单位为１０７Ｎ·ｓ／ｍ３。
图１三维装配模型
表１中，１表示工作台与鞍座水平结合部；２表示工作台与鞍座竖直结合部；３表示鞍座与底座水平结合部；４表示鞍座与底座竖直结合部。２．３有限元模型的建立
ＡＮＳＹＳｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｏｒｋｉｎｇｔａｂｌｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＦＭ６３２４ＶｅｒｔｉｃａｌＭａｃｈｉｎｉｎｇＣｅｎｔｅｒ
ＨＡＮＪｉａｎｇ１，ＨＵＣｈｕｎ－ｙａｎｇ１，ＸＩＡＬｉａｎ１，ＷＵＢｉｎ１，ＺＨＯＵＤｏｎｇ２
合肥工业大学学报（自然科学版）
第３５卷
合部的动态特性参数，以此为基础进行了装配体的模态分析及尺寸优化设计。
１机床结合部参数识别
当装配体受动载荷作用时，装配体中的结合部表现出既有弹性又有阻尼的动力特性，结合部表现出的动力特性与结合部的形式、功能、加工方式、加工质量、介质状况等有关。结合部动力特性中的弹性可用等效弹簧代替，阻尼可用等效阻尼代替，任何一个结合部都可简化为一系列等效弹簧和等效阻尼器构成的动力学模型。［４］

基于ANSYS分析某非标机箱模块化结构设计及实现

基于ANSYS分析某非标机箱模块化结构设计及实现【摘要】本文以结构刚度、强度为约束条件，通过proe三维实体模型仿真及ANSYS软件静态变形、模态仿真分析，实现某车载非标机箱高内聚，低耦合模块化设计，装配快速，检修维护方便。

【关键词】机箱模块化有限元分析Based on ANSYS analysis of a non-standard chassis modularstructure design and implementationHuYingmei XuDehong(1The 39th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, xi’an, 710065)Abstract: In this paper,structural stiffness and strength as constraints, through proE THREE-DIMENSIONAL entity model simulation and ANSYS software static deformation, modal simulation analysis, to achieve a vehicle non-standard chassis high cohesion, low coupling modular design, fast assembly, convenient maintenance.Key words: The case modular Finite element analysis0引言某非标车载微波网络机箱，各元器件均分离安装在机箱的底板、前面板上，前面板与箱体融为一体。

各元器件安装及布线与整个箱体存在强烈的依赖关系，a依赖于b，b依赖于c,检修维护元器件时不但要理清各元器件及线缆的关联顺序，往往还要因为小变动造成整个机箱全局性的变动，甚至更换整个箱体，非常痛苦。

CAE结构仿真分析及技术培训

F
E U/L
有限元方法基本概念
A1 A2 A3
F
u0 u1
u2
u3
u
u0 0
u3
u1 u0 E A1 u2 u1 E A2
l1
l2
4个未知量
u2
u2 u1 E A2 u3 u2 E A3 4个方程
l2
l3
唯一解
u0 u1
u3 u2 E A3 F
x
l3
有限元方法基本概念
单元
节点
网格：单元与节点的集合
把实际模型转化为离散模型，在离散模型上求解。
二维、三维模型
单元节点
分析流程
实
有（建
元格
条
模
建模
模型）
件施
加
前处理
求
结
解
果
显
示
后处理
诺基亚手机强度测试
键盘敲击测试
雨淋测试
抗压、抗弯测试
抗扭测试
跌落（抗摔）测试
几乎所有结构类的物理试验
都可以通过有限元方法在软件里“仿真”
1
可以看出它是一个二阶非齐次线性常微分方程，其通解可为：
2
其中第一项为齐次通解，即阻尼振动成分，其“圆频率”为：
3
当阻尼系数β不大时，阻尼振动成分的振幅按指数规律很快衰减为0，所以称之为方程（1）的暂态解。而系统经过足够长时间后，可以认为只留下定态解，即方程（1）的非齐次特解。所以在稳定状态下，受迫振动函数式（2）可表示为：
实现！！！
有限元方法在结构方向的应用领域：
1、结构静载荷下的强度、刚度分析; 2、结构考虑惯性载荷下的高速冲击、跌落、碰撞分析； 3、基于结构模态的振动、频响与噪声分析； 4、基于生产工艺的金属加工、成型分析：冲压、锻造、铸造； 5、基于多体运动学的机构运动学仿真。

星载机箱结构设计及力学分析

星载机箱结构设计及力学分析高志巧【摘要】In order to enhance the reliability of spaceborneequipment,structural design was made for the spaceborne cabinet basedon the characters of spacecraft products.Adopting splicing enclosure,built-in 9 shielding box,it’s built-in one print.Mechanical analysis of shock response spectrum and random vibration at the design phase were carried out.The results showed that the strength of the equipment was sufficient, without crack and fracture,the structural form was validated reasonableand the structural strength was vali-dated reliable through mechanical experiments.%为提高星载设备可靠性，根据航天产品特点，采用拼接箱体，内装9个屏蔽盒，其上内装1个印制板，对某星载机箱进行结构设计。

对设备进行冲击响应谱和随机振动的力学分析，结果表明箱体强度满足要求，设备未出现裂纹、继裂问题。

力学试验验证了其结构合理，强度可靠。

【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P63-66)【关键词】星载机箱结构设计;箱体力学强度;冲击响应谱;随机振动【作者】高志巧【作者单位】中国电子科技集团公司第 27 研究所，河南郑州 450047【正文语种】中文【中图分类】TN03随着卫星的应用和发展，对星载设备的可靠性、精确性以及使用寿命的要求越来越高［1］.对星载设备来说，振动常常会导致电子元器件的失效或损坏、电子线路的短路或断路、接插件松动等环境效应.在振动所引起的机械力作用下，当设备的固有频率与振动频率一致时，会引起共振［2］.由于机箱应用环境极为恶劣，在其结构设计上必须采取一系列的加固措施，尽量避免或减小由于高低温、振动冲击、电磁干扰等不利因素对电气性能造成的影响.机箱结构的力学分析对于提高产品的环境适应性起着举足轻重的作用，它不仅有助于在产品研发阶段寻找最优化的解决方案，而且能明显缩短产品研制周期、降低生产成本、确保产品质量，同时可产生显著的经济效益［3］.近年来，星载机箱的结构形式已基本确定.本文拟设计一个结构合理、满足质量、体积尽量小的星载机箱，并进行力学分析，以确保设备的高可靠性.1.1 机箱主结构及结构布局星载机箱的主结构为一拼接的箱体，内装9个屏蔽盒，每个屏蔽盒内装1个印制板，9个屏蔽盒的印制板固定于底部母板的插座上.母板固定于箱体底板上，箱体底板上部设计加强筋，母板与底板之间采用11个M3螺钉连接，以提高母板强度.机箱的一个侧面安装电连接器.该星载机箱的结构外形如图1所示.9个屏蔽盒包括2个电源模块，2个信息处理模块，5个光电接收模块，其内部结构布局如图2所示.质量较大的电源模块、信息处理模块布于箱体两侧.对称分布的结构形式振动时受力均匀，且质量大的模块靠近两侧，这个结构形式可提高箱体的整体结构强度［4］.机箱主结构件材料根据需要选用2A12铝合金.铝合金2A12具有较高的硬度和强度，且密度在金属材料中偏小，可保证结构件不变形，并且质量较轻［5］.1.2 箱体结构设计机箱的箱体采用拼接的方式组成.拼接处由螺钉螺装连接，星载螺钉选用航天局指定厂家生产的钛合金螺钉，并涂胶连接以增强其连接可靠性.机箱箱体的各个零件之间相互咬合:底板和盖板的基板厚度为3 mm，与机箱侧板贴合面内侧均设计有5 mm高的凸台，形成一周;机箱侧板之间，如图2所示，形成咬和结构.这种设计方法既确保箱体足够的强度，又保证机箱各个板块之间的缝隙非直通箱体内部，可滤去大部分波段的电磁波，增强其电磁屏蔽性能.箱体底面平坦，对粗糙度、平面度均有较高的要求，应保证箱体底面与舱内安装面接触良好，这有利于机箱整体散热.箱体底板面积较大，为保证箱体底面平面度和粗糙度，在底板加工时厚度保留正差，进行研磨保证零件平面度、粗糙度，并在箱体完成装备并胶粘固封完成后，对整个箱体的底面进行二次研磨，消除底板与其他侧板连接的螺钉产生的应力对底面平面度的影响.箱体除安装电连接的侧面和安装屏蔽盒导轨的侧面外，另2块侧面为提高其力学强度，设计加强筋，如图1所示.这2个侧面的加强筋保留在箱体外部，既提高力学强度，又增大箱体外部散热面积，且增强设备的美观性.1.3 屏蔽盒结构设计机箱屏蔽盒与箱体的导轨之间的固定方式为楔形锁紧机构.这种锁紧机构固定的方式常用于屏蔽盒或印制板的固定，其优点是可提高所固定件的强度，提高其抗振性能，且固定件拆卸方便.屏蔽盒内装印制板，电源模块和信息处理模块.内印制板尺寸为200 mm×130 mm×2 mm，印制板尺寸较大，只边缘固定时印制板中部振动时位移偏大，存在振动风险，故在屏蔽盒中间增加2个凸台固定印制板中部.屏蔽盒的底部和侧面为同一零件加工形成，非拼接盒体.屏蔽盒盖板与盒体螺装连接.这种结构形式力学性能强，且相对于拼接盒体，侧面与底面之间不存在缝隙，屏蔽盒的电磁屏蔽性能好.屏蔽盒盒体结构如图3所示.为提高印制板刚性，在元器件较少的电源板上安装一块铝板作为冷板，元器件通过导热绝缘垫与冷板接触并穿过印制板，在印制板背部焊接固定元器件管腿.这种形式既增加印制板强度，又有利于印制板上热耗较大的元器件散热.调试完成后，印制板元器件使用硅橡胶进行灌封.1.4 其他设计屏蔽盒通过6个凸耳与卫星安装面固定连接，安装孔径大小为5.5 mm，采用6个M5螺钉连接，凸耳形式如图1机箱机构外形图所示.机箱表面作黑色阳极氧化处理，提高其辐射和热交换率;底面与卫星载荷舱的安装面良好接触，提高导热效率;在机壳侧面开减轻槽，增加其侧面表面积，加强辐射散热［6］.对星载机箱进行力学分析，其力学试验包括模态分析、静力加速度、冲击响应谱、正弦振动、随机振动.模态分析是其他分析的先决条件，且可以通过模态分析确定结构的固有频率和固有振型，在6个安装孔上添加固定约束后，对机箱进行模态分析.其各阶模态见表1.动力分析中，冲击响应谱和随机振动产生的应力较大，其振动风险也较大，故对该星载机箱进行3个轴向的冲击响应谱和随机振动应力分析，其振动条件见表2(其中，每个轴向3次，试验持续时间≤20 ms)和表3(均方根加速度为12.81 Grms，持续时间为2 min).对星载机箱的模型进行简化，导入力学分析软件ANSYS，对6个安装孔添加固定约束，依次在X，Y，Z这3个轴向施加表2中载荷，进行冲击响应谱分析.计算结果见图4—图6.X向冲击作用下最大变形量为1.62 mm，最大应力为54.8 MPa;Y 向冲击作用下最大变形量为 0.67 mm，最大应力为180.1 MPa;Z向冲击作用下最大变形量为0.79 mm，最大应力为40.3 MPa，它们均小于铝合金的许用应力420 MPa，印制板的许用应力340 MPa，满足强度要求.对6个安装孔添加固定约束，依次在X，Y，Z这3个轴向施加表3中载荷，进行随机振动分析，计算结果见图7—图9.X向振动作用下最大变形量为0.67 mm，最大应力为23.5 MPa;Y向振动作用下最大变形量为0.23 mm，最大应力为61.9 MPa;Z向振动作用下最大变形量为 0.37 mm，最大应力为18.7 MPa.它们均小于铝合金的许用应力420 MPa，印制板的许用应力340 MPa，满足强度要求.对星载机箱做力学试验，设计其振动架.机箱通过6个安装孔固定于振动架上，振动架与振动台螺栓连接.振动架为25 mm厚铝板，上下2面加工平整，此种振动架用于正弦振动、随机振动.振动台分为水平振动台和竖直振动台，水平振动台用于X向、Y向振动试验，竖直振动台用于Z向振动试验.静力加速度、冲击响应谱所需振动架分为水平和竖直2种，水平振动架同为25 mm铝板，竖直振动架为常用的倒T型振动架，由铝板焊接成形，机箱悬挂安装.将振动架和设备固定于振动台面上，加载力学试验条件，进行力学试验.目前该星载机箱已通过所有力学试验，未出现裂纹、断裂等问题，设备工作正常，指标测试正常，这验证了其足够的力学可靠性.本文根据航天产品的特殊性，对星载机箱进行了结构设计和力学分析，所作的工作及结论如下:1)对星载机箱的主结构、箱体、屏蔽盒等进行了结构设计，并论述了所采用的结构形式的优点.2)对星载机箱进行了力学分析，分析类型包括冲击响应谱和随机振动各3个轴向方向，分析证明所设计的结构合理，满足强度要求.3)星载设备顺利通过了力学振动试验，验证了结构的可靠性.航天产品的不可维修性和恶劣的环境，对航天产品的可靠性提出了较高的要求.在航天产品的结构设计阶段，需进行全方面的设计研究，且进行力学分析，将力学分析结果与试验结果进行比较，从而为设计优化提供依据，今后要加强这方面的研究.【相关文献】［1］陈烈民.航天器结构与机构［M］.北京:中国科学技术出版社，2008.［2］范文杰.星载电子设备宽频随机振动响应分析［J］.电子机械工程，2010，26(4):5.［3］杨宇军.ANSYS动力学仿真技术在航天计算机机箱结构设计中的应用［J］.电子机械工程，2003，19(5):42.［4］李勇.星载信息处理机的热设计与分析［J］.郑州轻工业学院学报:自然科学版，2007，22(4):75.［5］曾斌.航天电子设备的结构设计［J］.电子机械工程，2008，24(5):5.［6］何菊.某星载电子设备结构设计简述［J］.中国科技信息，2010(5):45.。

电子机柜中印制电路板的模态分析及抗振设计

表１印制电路板理论模态分析固有频率
频率较低，当受到外在激励时，相应的一阶共振幅度
的影响。２３理论模态分析上安装着许多元件和模块，给印制板带来附加的质量和刚度，影响了印制板的动态特性。为准确地估计其动态特性，必须正确
建立有限元模型。本文不仅是对印制板整体的模态分
随着印制电路板（ｒｔｄＣｒｕｔｏｒ，Ｃ）ＰｉｅｉｉＢａｄＰＢ不ｎｃ
断向着高精度、细孔径、小间距、多层化、高速传输方向发展，体积更小、功能更全、封装引脚更多更密的ＩＣ
（ｎｅｒｔｄＣｒｕｔ及ｓＩｔｇａｅｉｉ）ＯＣ（ｙｔｍ—ｎＣｉ）断涌ｃＳｓｅｏ — ｈｐ不
它们的振动可靠性将是影响整体电子产品的关键所在。此外．芯片布置不合理、复杂的模态会使得芯片引脚受力不均匀，造成某些引脚的应力集中，使之产生早期疲劳破坏。因此我们必须有针对性地对目标印制板进行抗振设计，改善其振动可靠性。
２印制电路板的理论模态分析
２１适用于印制板的有限元成型规则．
图１印制板的有限兀模型
在建模过程中需注意：① 在建立好印制板的模型后，分别在印制板相应的位置建立芯片模型，不同的芯片拉伸成不同的高度；②芯片与印制板是通过焊接进行连接的，由于它们对最终结果影响不大，可忽略对引脚的建模。在每一个芯片引脚的位置上建立单独的位移耦合关系，这样模态分析结果就可以有效地表现出芯片及引脚对整体结果的影响以及其本身所受到

基于HyperMesh和ANSYS的柜体模态分析

本文利用blocklanczos法对底部约束的柜体进行了模态分析得到了柜体的前8阶频率和相应的振型图2o图2各阶频率及变形由振型图可知前3阶振型为柜体中央大腹板的x方向振动第4阶振型柜体整体z向振动第5阶振型为两边小腹板l向振动与中间大腹板x向振动第6阶振型为两边小腹板l向振动第7阶振型为中间大腹板x向振动第8阶为柜体整体横向振动和中间大腹板x向局部振动
２柜体有限元模型的建立
柜体设计采用Ｐｒｏ／Ｅ等三维ＣＡＤ软件进行设计，有限元模型与ＣＡＤ模型有着本质区别。建立准确可靠的
第３期
陈泽武：基于ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ和ＡＮＳＹＳ的柜体模态分析
结构有限元计算模型，是一项极为重要的工作，它关系到结果的正确与否。然而，实际的工程问题往往是非常复杂的，形状、边界条件和载荷变化多端，因此，需要对ＣＡＤ模型进行模型简化、网格划分、施加材料属性和边界条件等处理。在进行必要的模型简化时，应满足保证精度和控制规模等原则。
图３改进后的第１阶频率的振型
４结束语
本文利用ＡＮＳＹＳ建立了某柜体的有限元模型，并
参考文献：
［１］张卫芬，颜肖龙，何小兵．ＡＮＳＹＳ软件在某车载电子机柜结构修改中的应用［Ｊ］．电气时代，２００５（１１）：２２－２４．
［２］小飒工作室．最新经典ＡＮＳＹＳ及Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ教程［Ｍ］．北京：电子工业出版社，２００４．
［３］缪炳荣，肖守讷．ＡＮＳＹＳ在机车车体结构设计中的应用［Ｊ］．内燃机车，２００３（６）：４－６．
（上接第１３页）较小，其阻尼的大小主要由机车的横向平稳性来确定。

电子设备机箱随机振动仿真分析及优化设计

电子设备机箱随机振动仿真分析及优化设计在恶劣车载工况下，电子设备机箱的随机振动影响产品的性能。

论文以某车载电子设备机箱为研究对象，建立了有限元分析模型，进行了机箱的随机振动分析，找出设计薄弱环节，基于随机振动条件下对机箱进行重新优化设计，优化后质量减重明显。

为该型产品设计提供了可用依据。

【Abstract】Under the harsh vehicle conditions，the random vibration of electronic equipment cases will affect the performance of the product. Taking an on-board electronic equipment case as the research object，the finite element analysis mode is established，and the random vibration analysis of the cases is carried out，the weak link of the design is found out. Based on the random vibration condition，the optimization design of the cases is carried out，and the weight loss is obvious after the optimization. It provides a useful basis for the design of this type of product.标签：有限元分析；随机振动；优化设计1 引言电子设备机箱作为重要电子元器件的重要载体，对于电子设备的寿命和工作效率发挥着重要作用，特别是车载军用电子设备机箱由于其恶劣的使用环境和工况，对这类机箱必须具有质量轻、散热好、工作稳定可靠等要求。

HyperMesh 在台式电脑机箱结构仿真分析中的应用

HyperMesh在台式电脑机箱结构仿真分析中的应用摘要：本文利用HyperMesh强大的几何处理和网格划分功能，对台式电脑机箱进行了网格划分，并导入Abaqus中进行冲击仿真分析计算，为设计提供参考。

结果表明利用HyperMesh可以高质高效的实现机箱产品的网格划分，从而为仿真分析打下良好基础。

关键词：HyperMesh 机箱网格划分冲击仿真分析1 概述随着计算机工业的快速发展，全球已进入电脑普及时代。

电脑行业的竞争也日益白热化，这就迫使企业要不断地降低成本，提高产品质量和可靠性，缩短产品的开发周期。

由于机箱产品的结构复杂，零件多，在进行仿真模型建立的时候，网格划分往往占据相当大的时间。

HyperMesh 是美国Altair公司的 HyperWorks 系列工程软件中的软件产品之一，被业内公认是世界上最领先、最优秀的前后处理器。

采用 HyperMesh 强大的几何处理和网格生成技术，可以有效提高机箱产品网格划分的效率和质量，从而为后续分析打下良好的基础。

2 有限元网格的生成网格划分是有限元分析的基础，网格质量的好坏直接关系着有限元计算的效率和准确性。

生成网格时，在可能的条件下，尽量使用四边形或六面体单元；对于复杂的几何形体，可使用三角形或四面体单元。

划分网格时需要处理好网格大小、数量、质量之间的关系，以获得几何形体表达、计算效率和准确度的最佳平衡。

台式电脑机箱既包括机箱外壳、支架等钣金件，而且包括前面板等塑胶件还有主板、硬盘、光驱和电源等部件，针对零部件类型及复杂程度，机箱的网格划分又涉及到shell、tetra和hex等不同的单元类型，利用HyperMesh强大的几何处理和网格划分功能，整个机箱的网格划分均可高效实现。

基于钣金工艺综合模块化机箱结构设计分析

基于钣金工艺综合模块化机箱结构设计分析摘要：机箱的结构设计在电子产品硬件中具有重要的作用，能够直接影响到机箱内电子元器件的性能和使用寿命。

钣金工艺作为现代机箱制造中的重要工艺之一，通过折弯、剪切、冲压等加工工艺，实现了机箱结构的加工和成型。

同时，模块化设计则更加便于机箱的组装和维护，提高了机箱的可用性、稳定性和可维护性。

因此，本文将基于钣金工艺和模块化设计，综合分析机箱结构的设计和加工，旨在提高机箱的质量和性能，满足不同用户的需求。

关键词：钣金工艺；综合模块化机箱；结构设计随着电子技术的不断发展，各种类的电子产品广泛的融入到了我们的日常生活中，然而机箱作为电子产品硬件的重要组成部分，其结构设计也在不断演化和改进。

而在机箱结构设计中，模块化设计和钣金工艺都扮演着不可或缺的角色。

模块化设计可以将整个机箱分为若干模块，便于组装和维护；而钣金工艺则是实现机箱结构设计的关键技术。

因此，基于钣金工艺的综合模块化机箱结构设计分析具有重要的现实意义和应用价值。

一、模块化设计在机箱结构中的重要性模块化设计是将机箱分解为相对独立的模块，每个模块有自己的功能，如电源、硬盘、主板等。

这种设计方法具有维护和升级方便、组装便捷、可扩展性强和生产效率高等优点。

在实际应用中，模块化设计能够提高机箱的可用性和可维护性，降低制造和维护成本，同时也能够提高生产效率和用户体验。

因此，模块化设计成为了机箱结构设计的一种重要方法，将在未来继续得到广泛的应用和推广。

二、钣金工艺概况（一）钣金工艺的基本原理钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。

其显著的特征就是同一零件厚度一致。

钣金具有重量轻、强度高、导电（能够用于电磁屏蔽）、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用。

在机箱结构设计中，钣金工艺是非常重要的一环，因为机箱结构需要经过钣金加工来实现精确的尺寸和形状，同时也需要通过钣金工艺来实现机箱的组装和连接。

模态分析(modal)

模态分析（modal）1.概述（Modal and Modal (SAMCEF)）模态分析可以得到结构或者是机器组件的振动特性，包括固有频率和相应的振型。

模态分析定义.doc模态分析可以为其他的分析类型的服务，比如对于一个接触分析，它可以检测结构在无约束的情况下的振动特性（自由模态分析），从而作为接触分析的参照。

除此之外，模态分析作为后续动力学分析的基础，比如谐响应分析，谱分析，随机振动分析。

模态分析得到的结果（固有频率和振型）是在动载荷的作用下，结构设计的重要参数。

You will configure your modal analysis in the Mechanical application, which useseither the ANSYS or the SAMCEF solver, depending on which system you selected,to compute the solution.你将在Mechanical application中完成模态分析过程，你可以选择ANSYS 或者SAMCEF的求解器计算你的分析结果，取决于你所选择的系统。

You can also perform a modal analysis on a prestressed structure, such as aspinning turbine blade.Prestressed modal analysis requires performing a staticstructural analysis first.你也可以在存在预应力的情况下进行模态分析，比如说旋转的涡轮叶片。

但是，在这之前，需要对结构进行静力学分析。

If there is damping in the structure or machine component, the system becomes adamped modal analysis. For a damped modal system, the natural frequencies andmode shapes become complex.如果结构或者机器组件中存在阻尼，系统就变成阻尼模态分析，对于阻尼模态分析，固有频率和振型变得更加复杂。

基于Simdroid的计算机机箱模态分析

模态分析：无处不在的共振说起荡秋千，大家一定不陌生——当秋千高高荡起时，心跳瞬间加速，伴随着快乐的呼喊声与微风的轻抚，感受到一种飞向天空的自由。

但有时你会发现，你的小伙伴用了很大的力气推你，却收效甚微；而如果顺着秋千运动的方向推，即使用力不大，秋千也会越荡越高。

这是什么原因呢？物质都有其固有频率，固有频率与外界激励无关，仅与系统的固有特性有关（如质量、形状、材质等），是结构的一种固有属性。

当物体所受激励的频率与该物体的固有频率相同或接近时，物体振幅会显著增大，这种现象叫做“共振”。

秋千越荡越高便是因为外力驱动频率与秋千振动的固有频率接近产生了共振。

产生共振的重要条件之一是物质要有弹性，而宇宙中大到行星小到原子，大多数物质都是有弹性的。

共振现象可以说是宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一，我们领略世界的绚丽多彩，享受音乐的美妙动人，欣赏大自然的如诗如画与虫鸣鸟语……这些都得益于共振的“魔法”。

共振，犹如一位看不见的艺术家，用无形的力量，将世界装点得多姿多彩。

共振的应用共振在生活中的应用非常普遍。

早在几千年前，我们的先辈就利用共振的原理制作出共鸣器来监测敌情：将几十个陶罐蒙上皮革，每隔一段距离就埋下几个，敌人来犯时，耳力敏锐的人就能听到共鸣器发出的声音示警。

在当代生活中，电视机、网络工作中的信号产生、接收、放大、处理都离不开共振；医疗方面利用“核磁共振”技术诊断病情；微波炉加热食物则是通过发射出的微波与食物中的水分子发生共振，将电磁能转化为热能……共振的危害对于工程结构而言，共振大多都是有害的，如共振会导致大桥坍塌、建筑物裂纹等。

众所周知的一个很有名的例子：1906年一队士兵迈着整齐地步伐通过一座大桥时，士兵踏步的频率引起桥体共振而导致坍塌事故。

所以在系统的设计、制造、安装中，为使系统能够安全、正常地运转，就需要了解系统的共振特性以优化结构设计，避免发生共振。

模态分析案例了解系统的共振特性，需要用到模态分析。