加固计算机结构设计与热力分析

发布时间：2017-08-29 07:07

  本文关键词：加固计算机结构设计与热力分析

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【摘要】：军用箭载加固计算机是一个密闭的机箱。该设备工作时,只能靠热传导来传递其内部的热量。通过降低机箱壁厚度来增强其散热性,但该方法会降低设备的刚度、强度,从而使得箭载加固计算机在火箭发射时,其结构面临失效危险。因此,热设计与动力学分析问题在军用电子设备研发过程中是不可忽略的内容。本文在对箭载加固计算机结构设计时,重点研究了该设备的散热性,并进行相关的热优化设计;而有关动力学分析部分,则进行了可靠性仿真分析,来验证其力学性能是否符合相关规定。本课题首先从我国电子设备近年来取得的显著成就入手,介绍了该类型设备在各领域的应用,并分析它工作失效的主要原因;接着概括了国内外电子设备热与力学研究状况及其发展趋势。其次,简单地介绍了在热设计与力学协同仿真思想下,对本加固计算机结构进行初步设计并对其内部模块的组成与功能作出说明;同时将均温板技术与传统的冷板技术在散热方面进行比较,得出前者优势之所在。再次,运用CAD和CAE软件建立样机的三维模型及有限元模型。通过对机箱模型的热仿真,确定热设计方案是否满足条件;再利用均温板技术以及对机箱壁增设散热片等措施来改善样机的散热条件。对于机箱设备的力学性能验证方面:先对其进行模态分析,判断该实物的固有频率与振型;接着进行随机振动分析,在给定的激励条件下,判断样机的应力与应变特性。在判断出样机有关的力学性能符合规定的要求后,不再对其进行力学性能的优化。最后,对生产出的箭载加固计算机样机做高低温试验与随机振动试验,以验证其热学性能和力学性能是否满足设计要求,并得出相关的试验报告。本课题研究的一套设计流程,对今后其它加固型电子设备的设计具有参考意义。
【关键词】：加固计算机 热设计 模态分析 随机振动分析 优化设计 热力学试验
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V446
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 国内外电子设备散热和力学研究概况13-16
• 1.2.1 电子设备热分析技术研究概况13-14
• 1.2.2 电子机箱力学分析技术研究概况14-16
• 1.3 当今全球电子器件设备的热设计与结构动力学发展方向16-17
• 1.3.1 当今电子产品热设计与热分析的研究发展方向16-17
• 1.3.2 当今结构动力学研究的发展方向17
• 1.4 本课题来源及本文研究的内容17-19
• 第二章 电子设备机箱结构、热学及动力学环境概述19-25
• 2.1 引言19
• 2.2 电子机箱结构类型及典型截面特点19-21
• 2.2.1 常见电子设备结构的基本类型20-21
• 2.2.2 电子设备结构的常见特征21
• 2.3 电子设备的散热要求及动力学特点21-24
• 2.3.1 散热要求21-22
• 2.3.2 电子设备的振动环境22-23
• 2.3.3 热力学环境对电子机箱结构的损坏23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 箭载加固计算机三维建模25-34
• 3.1 引言25
• 3.2 航天电子设备结构设计程序25-27
• 3.3 产品的设计要求及相关参数27-28
• 3.3.1 产品设计结构要求27
• 3.3.2 产品设计参数要求27-28
• 3.4 样机的三维模型介绍28-33
• 3.4.1 加固机箱结构设计原则28-29
• 3.4.2 散热技术29-31
• 3.4.3 加固计算机初样三维结构31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 电子设备热分析理论及有限元分析34-53
• 4.1 引言34
• 4.2 电子设备热分析理论知识34-39
• 4.2.1 传热学的中的基本术语介绍34-35
• 4.2.2 传热学的基本原理35-39
• 4.3 机箱热分析39-52
• 4.3.1 FLOTHERM软件的介绍39-40
• 4.3.2 热设计的仿真过程40-50
• 4.3.3 模型结构优化设计50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 电子设备力学分析理论及有限元分析53-66
• 5.1 引言53-54
• 5.2 电子机箱力学分析理论54-59
• 5.2.1 电子设备固有特性54-56
• 5.2.2 随机振动响应分析理论56-57
• 5.2.3 随机振动理论57-59
• 5.3 机箱模型的力学分析59-65
• 5.3.1 建立箭载加固计算机有限元模型59-60
• 5.3.2 模态分析60-62
• 5.3.3 随机振动分析62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 机箱分析结果的试验验证66-75
• 6.1 引言66
• 6.2 机箱的散热试验66-69
• 6.3 机箱的力学试验69-74
• 6.3.1 试验要求69-70
• 6.3.2 随机振动试验介绍及过程70-72
• 6.3.3 试验结论72-74
• 6.4 本章小结74-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 总结75-76
• 7.2 展望76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果82-83
• 致谢83-84

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本文编号：751951