首页 > 技术 > CAE其它 > > Abaqus在台式机箱整机振动分析中的应用

Abaqus在台式机箱整机振动分析中的应用

作者:Simwe    来源:达索SIMULIA公司    发布时间:2012-10-22    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

1.概述

在目前的台式电脑中,振动和噪声两个重要的指标,噪声主要由振动产生的,风扇、硬盘是重要的震源,其中又以硬盘的影响最大。因此120Hz是一个值得重视的特殊频率,因为120Hz 是常规硬盘的工作频率,在如此低的频率范围内,常规的吸声降噪措施作用不大,只能通过材料和结构来的改善来实现结果的改善,我们通过分析系统在120Hz附近的振型来分析问题。

线性系统的模态分析技术是了解线性结构振动特性的一个重要手段,已经广泛应用在结构动力修改、优化设计、故障诊断、状态检测等诸多领域。但机械系统的特点是由多个零件通过各种方式联接起来的一个系统,机械系统的性能分析除了零件的性能分析以外,零件之间的联接特性的分析也是一个重要方面。零件之间的联接性能分析,本质是一个接触问题的分析,是机械结构非线性分析的一种典型类型。解决机械系统中的非线性问题,首先要面对的就是如何处理结构间的非线性的接触问题。

2.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。

newmaker.com
图1 硬盘及固定方式示意图

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。

2.1 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。

3.Abaqus/Standard模拟结果

对于描述的机箱结构模型(图2),用Abaqus进行模态分析,模态分析结果见如下表:

表1 原始设计振型描述
newmaker.com

 
分享到: 收藏