CAE-艾默生电子机箱随机振动

艾默生电子机箱随机振动分析计算要求和目的：主要评判产品对运输环节中振动应力的适应性，考核产品包装和结构设计。随机振动比正弦振动更接近于实际环境，因此采用随机振动进行计算机模拟。计算采用和实验相同的加速度谱密度曲线。5~201.92/20~500500/计算说明：本报告共包含两个题目：即分别为一个小机箱和一个大机箱。计算几何模型由艾默生公司提供。所提供几何模型为Pro/E模型，随机振动计算采用ANSYS软件。在计算过程中，对Pro/E几何模型进行了简化，主要是抽取其中的面，采用ANSYS壳单元来分析。几何模型如下图所示。模型1模型2ANSYS随机振动分析PSD功能介绍它是一种基于概率和统计上的谱分析技术由于时间历程的不确定性，不能选择瞬态分析将统计样本时间历程转变为功率频谱密度函数(PSD)—一种载荷时间历程的统计响应PSD记录了响应的平均平方值随频率变化的函数关系01模型一计算结果下图所示为Pro/E模型输入到ANSYSPro/E几何模型输入ANSYS建立有限元模型随机振动分析整个模型等效应力分布可以看出整个模型应力分布比较均匀，但局部应力很大，最大值为761Mpa，通过分析认为，该最大值是局部应力奇异点，应不予考虑，在下面的图片中可看出整个结构的最大值应力分布情况。随机振动模拟时，底面朝下机箱内各部件等效应力分布可以看出，某些局部位置应力较大，在振动过程中可能会发生破坏。结构大部分位置应力较小，在振动过程中是安全的。机箱局部等效应力分布云图机箱底面某一点位移随机振动分析结果横坐标为频率（0~500)纵坐标为相对位移（mm),最大位移3.6mm机箱侧面某一点位移随机振动分析结果最大位移5.6mm机箱侧面某一点速度及加速度随机振动分析结果速度随频率变化曲线加速度随频率变化曲线模型１随机振动分析结论通过ANSYS随机振动分析结果可以看出：１、整个结构等效应力分布比较均匀，可以认为整个结构设计比较合理。２、在机箱内局部位置应力较大，在振动过程中会发生塑性变形，可以根据需要进行结构改进。３、从分析结果曲线图中可以看出，结构在250Hz发生最大变形，即在该点发生共振。在其它频率点结构反应平稳。02模型二计算结果Pro/E模型输入ANSYS模型输入有限元模型模态分析结果频率阶次频率频率阶次频率12.7636９8.714323.6327108.786834.1942119.817744.46691210.76655.22801310.96266.44881411.66577.92611511.78787.9938

正面朝下随机振动分析随机振动分析整个模型等效应力分布可以看出，整个机箱等效应力分布很均匀，且未超过屈服极限．主要原因是结构固有频率较小，在2~10以内，即位于功率谱密度曲线较低段。振动过程等效应力动画显示随机振动分析模型局部等效应力分布该部件是结构在随机振动载荷作用下，应力最大的位置结构变形最大处某点位移随机振动分析结果结构变形最大处某点速度随机振动分析结果结构变形最大处某点加速度随机振动分析结果模型２随机振动分析结论通过ANSYS随机振动分析结果可以看出：１、整个结构等效应力分布比较均匀，可以认为整个结构设计比较合理。２、在振动过程中，机箱内局部位置应力较大，但仍未超出结构屈服极限，即认为结构在整个振动过程中