基于ANSYS的配電器箱體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、電子設(shè)備箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計是研制電子設(shè)備的一個重要環(huán)節(jié)，它對保證電子設(shè)備的優(yōu)良性能起著舉足輕重的作用。當前電子設(shè)備正向著系統(tǒng)化、集成化、微型化、智能化方向發(fā)展，對箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求也越來越高。高性能、高效率、低成本、高可靠性是電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計必不可少的。因而，在航天產(chǎn)品設(shè)計過程中，有限元結(jié)構(gòu)分析能在設(shè)計階段規(guī)避產(chǎn)品設(shè)計中的各種弊端，從而選擇合理可行的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，創(chuàng)造更有競爭力的產(chǎn)品，縮短研制周期，降低樣機制造及試驗成本。
　　本課題采

2、用有限元方法，在對某型號配電器箱體進行了有限元建模、模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，采用二次開發(fā)結(jié)構(gòu)分析控件以及 APDL參數(shù)化語言，對箱體進行優(yōu)化設(shè)計，主要內(nèi)容為：
　　1.在三維CAD(計算機輔助設(shè)計)圖紙的基礎(chǔ)上，從PRO/E導入箱體模型，建立了配電器箱體有限元模型，對其進行了有限元模態(tài)分析。通過對該箱體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的理論分析，測得箱體固有頻率、阻尼、振型等模態(tài)參數(shù)，有效地驗證了配電器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠安全性，從整體上考慮了箱體的剛度和局

3、部強度，以便在設(shè)計與改進時使配電器箱體的固有頻率避開其使用過程中的外部激勵頻率，并論證了該箱體結(jié)構(gòu)存在較大優(yōu)化空間。
　　2.本文采用二次開發(fā)工具UIDL和APDL，在ANSYS軟件上開發(fā)出針對該類結(jié)構(gòu)分析的控件。通過該控件對箱體材料屬性與箱體基頻的關(guān)系分別進行了分析，為進一步優(yōu)化設(shè)計提供了參考依據(jù)。此方法避免了因模型參數(shù)的改變而人工手動修改模型進行反復建模的繁雜步驟，為同類產(chǎn)品的有限元分析提供了參考。
　　3.本文在保證箱

4、體滿足設(shè)計指標的前提下，對該箱體進行了優(yōu)化設(shè)計。通過APDL（ANSYS參數(shù)化設(shè)計）語言編寫優(yōu)化程序，建立起箱體板厚度與箱體質(zhì)量之間的函數(shù)關(guān)系，得出了箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方案并對優(yōu)化方案進行了檢驗分析，結(jié)果表明箱體的固有頻率及質(zhì)量隨著板厚下降而降低明顯，且在 APDL參數(shù)化語言的應用下，極大地提高了分析效率。
　　通過對最佳優(yōu)化設(shè)計方案的分析驗證，保證其固有頻率滿足設(shè)計要求的情況下箱體的重量由最初的0.64kg降為0.47kg，重量