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基于动态环境的电子机柜结构分析与优化设计
本课题主要是研究动态环境下的机柜特性。结合有限元法进行各种分析,以功能强大的有限元分析软件ANSYS作为主要工具,研究分析机柜的各种动态特性。
根据电子机柜的样品,以梁单元188(BEAM188)和壳单元63(SHELL63)来创建机柜子机柜的模型,并进行了电子机柜的各主要构件和总体的模态分析。通过各种模态分析,找出影响机柜动刚度的关键点,并为下面的分析作好了理论准备。通过实验测试的方法,对机柜的关键结构——机架进行测试。并将所获得的结果与ANSYS分析所得的结果进行对比,以验证仿真分析的准确性。
由于车载的机柜在实际的运行中会不同程度的受到各种振动冲击,为研究其在冲击过程中的动响应特性,本课题根据GJB150.18的规定,对电子机柜进行冲击分析,并对所获得瞬态响应信号进行分析,找出电子机柜的薄弱环节,为以后机柜的改进方案提供理论依据。
本文还在所作的分析基础上提出了多种优化方案,其中包括最优梯度分析方法,一阶优化分析方法,乘子法优化分析方法。根据各种分析方法的优缺点进行多层次优化分析,大大提高了优化的精确度。本文还对插箱的底板采取加槽的方法,将插箱底板曲面化,以对其进行优化,结果大大提高了插箱的固有频率。最后,还对机柜的整体布局进行了优化处理,通过优化,进一步提高了机柜的固有频率。