CAE仿真分析报告.docx
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CAE仿真分析报告.docx
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CAE仿真分析报告
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
Ø抗拉强度:
σb(MPa))≥425
Ø屈服强度:
σ0.2(MPa))≥275
Ø密度:
2.78g/cm3
Ø弹性模量:
73000MPa
●PCB板的机械性能
Ø密度:
2g/cm3
Ø弹性模量:
50400MPa
Ø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
表1冲击试验条件
频率范围
鉴定试验,加速度冲击响应谱(Q=10)
50Hz~800Hz
9dB/oct
800Hz~5000Hz
8000g
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
2.4.140g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5PCB板应力分布图
图6整体应力分布图
图7X方向变形图
图8Y方向变形图
图9Z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。
2.4.28000g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10PCB板应力分布图
图11整体应力分布图
图12X方向变形图
图13Y方向变形图
图14Z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:
Ø操作系统:
WINDOW7
Ø内存:
8G,
Ø独立显卡:
1G
ØCPU:
Intel四核心,核心频率2GHz
●仿真计算
Ø操作系统:
WINDOW7
Ø内存:
32G
Ø独立显卡:
1G
ØCPU:
intel十六核心,核心频率3GHz
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