某户外机柜结构优化设计与验证

发布时间：2020-05-11 08:57

【摘要】： 机柜的强度和动力学特性对机柜和内部器件的使用寿命以及可靠性起到至关重要的影响。本论文对机柜的结构强度、动态性能进行研究,找到了合理科学的分析方法,为机柜强度和动态特性设计提供参考依据。 论文以材料力学、机械振动学理论和有限单元方法为基础,运用优化设计方法对立柱截面进行了优化;利用有限元对机柜分别进行了模态分析、随机振动分析和瞬态动力响应行为的分析和研究。 论文首先使用正交设计和灵敏度分析方法对机柜立柱截面以及几何尺寸进行了优化设计,得到了设计约束下的最优解。重点研究了结构动力分析的实现方法,对建模方法、结构刚度的提高等进行了重点分析。通过分析、比较三种不同角件处理方法,根据有限元模型的模态分析结果,确定了三通形式的最佳角件方案。 最后,使用有限元软件分别以标准中规定的随机振动试验环境和地震动试验环境为激励,进行了动力响应计算,并对结构的动力学性能进行了评估。数值分析显示机柜动态性能符合设计要求。本文还进行了机柜的振动特性台架试验,分别进行了随机振动与地震动模拟试验,检查、分析随机振动响应结果和时程响应结果,发现数值分析结果大致与台架试验结果相符。 论文所使用的动态性能分析方法是可靠、可行的,能够为设计、生产提供理论依据和指导。
【图文】：

为对机柜有进一步认识，有必要先了解机柜的结构。图３ 常用机柜结构Fig.3 Universal enclosure structure常见的机柜结构如图3所示，主要由立柱、横梁、外侧板和插箱等组成。立柱由钢型材组成的机柜，是由顶框、底座和四根两头带有法兰的型材立柱经螺栓连接或是焊接而成。有些机柜立柱是由钢板折弯而成的，其结构与钢型材机柜相似，只是立柱由钢板折弯而成，其截面一般是开口的。3.1 机柜立柱截面的正交优化在机柜设计的初期阶段需要根据给定的空间、安装等要求确定机柜的结构形

26图４ 截面设计变量Fig.4 Design variations of section用 A2B1C2的截面结构在 ANSYS 中生成 2000mm 的立柱模型，用 Shell63 壳单元进行网格划分，，进行模态求解。149.4449.5249.649.6849.7649
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH122

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本文编号：2658211