伺服机构热—力耦合仿真与电子舱热仿真分析

发布时间：2020-03-29 11:38

【摘要】：本文以伺服机构及控制其工作的电路板电子舱为研究对象,根据产品实际承受的综合环境,仿真分析了综合环境下的温度和力学特性。其中伺服机构主要进行了温度环境和温度-振动综合环境下的仿真分析;电子舱针对其自身的发热散热,对其进行了稳定工作情况下的温度分布仿真分析。运用Icepak对对电子舱进行热仿真,与传统的有限元热分析不同,本文在电子舱热分析研究中首先考虑了PCB板导热率的各向异性,仿真结果达到了电路板级别,其次综合考虑了所有元器件之间的辐射、重力、自然对流等物理条件。首先综合电子舱的几何模型和带有布线信息的电路模型在Icepak中建立整体的有限元模型,根据各元器件实际稳定工作的热耗和环境边界条件,仿真得到了电子舱的温度分布情况,并通过温度巡检仪测温试验对仿真结果进行了验证,最后根据仿真得到的温度分布情况对电子舱整体的结构设计和布局进行了评价。运用顺序耦合的方法在ANSYS/Workbench对伺服机构在温度-振动综合环境下的力学特性进行仿真分析。根据伺服机构不同零部件之间真实的连接接触形式,综合考虑固定和摩擦,给仿真模型设置了不同的接触类型。首先在ANSYS/Workbench中建立伺服机构的有限元模型,施加不同工况下的环境温度,得到不同工况模型的温度场分布,作为静力学的温度载荷计算温度应力,温度应力作为预应力计算出不同温度下伺服机构的模态,最后根据模态叠加法计算出机构在温度-随机振动综合环境下的力学响应。对伺服机构进行温-振综合环境下测应变试验,试验在温-湿-振综合试验台中进行,通过对测点试验仿真数值的对比验证仿真的正确性。通过对比伺服机构不同温度环境下的仿真结果,分析温度条件对机构模态以及随机振动响应的影响,同时分析评价了伺服机构的结构设计,为进一步研究伺服机构的多种环境综合条件下的力学特性提供基础。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ760.3

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本文编号：2605914