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基于 HyperWorks空气滤清器的低阶模态特性研究何丽华
作者:管理员    发布于:2017-06-24 14:10:51    文字:【】【】【

  数字技术与应用应用研究bookmark0空气滤清器的低阶模态特性研究何丽华(贵州交通职业技术学院贵州贵阳550003)应,缩短滤清器的寿命。因此,在进行结构设计后必须对其进行模态分析,得到其固有频率,避开激励频率。本文详细叙述了应用HyperWorks对某型号空气滤清器进行模态分析的步骤,得到了其固有频率,并进行了分析和评价。

  HyperWorks是美国澳汰尔(Altair)公司开发的一款优秀有限元结构分析与优化软件。其子模块HyperMesh是一个高性能的有限元前后处理器,可以通过它建立有限元模型、观察计算结果和进行数据分析,其基本思想是将物体划分成有限个单元,这些单元之间通过有限个节点相互连接,单元看作是不可变形的刚体,单元之间的力通过节点传递,然后利用能量原理建立各单元矩阵,在输人材料特性、载荷和约束等边界条件后,利用计算机进行物体应力、应变等力学特性的计算,后直观地显示变形后物体的形状及应力分布图。它可以解决工程优化及分析问题,其中的HyperMesh模块可以完成有限元前处理任务,它可以完整读取由其他软件建立的几何模型,具有强大的网格划分以及几何清理功能和网格质量检查等辅助功能。

  CheckElems检查网格质量图QualitIndex优化网格质量网格划分及材料模型由于模型的网格质量直接影响到模态分析能否收敛,以及结果的精度,Hypermesh中运用CheckElems面板检查单元质量,然后运用QualitIndex改进网格,达到计算要求。通过placenode、swapedge、nodeoptimize、elementoptimize等工具进行网格质量的优化。

  由于导人的模型只具有几何特征,没有计算所需的物理特征,物理特征需要在Hyperworks中重新建立并赋予模型。下面介绍的是材料模型的建立。材料的泊松比、弹性模量的相关参数即是钢材料的物理参数。查表NU=0.3,E=2.1e5.定义滤清器壳体的2体连接及模型属性2.1创建上下壳体的连接本文所分析的空气滤清器真实结构由上、下壳体采用点焊方式连接,结合实际工艺,并考虑到建模工作量,建模时在点焊的地方添加硬点,外壳与内部加强筋间全部采用刚性连接,在HyperWorks中采用rod单元进行,该单元具有两个节点,每个节点具有六个自由度,其既无材料属性又无物理属性。

  本文中上下壳体均赋予相同的属性,因此,只需选择alU卩选择所有的网格即可。下一步点击property,选择前面建立的材料属性卡片,后可以在窗口中查看所选单元是否正确,确认无误后,点击assign按钮即可,这时网格单元的颜色发生变化,说明属性已经赋予表1下转第47页机原理、有限元分析。

  应用研究数字技术I与应用在测试结果不一致时需加测多片芯片,以获得符合统计规律的结果。

  通过多批次大批量测试的统计结果,得到了两款工业LDO芯片电源引脚与输出引脚的EFT敏感度测试结果,如3到6所示。

  采用两个不同公司生产的两款不同规格的芯片进行测试,可有效的探究芯片封装、工艺和电路结构对芯片EFT敏感度的影响。作为对比,7和8给出了在BPS201脉冲能量控制台的P201探头注人方法。成都:电子科技大学,2010.王英。产品电快速瞬变脉冲群抗扰性的测量与抑制。第五届工业仪表与自动化学术会议论文集,2005.苏建伟。微处理器电快速瞬变脉冲群测试方法与防护技术研究。湘潭:湘潭大学,2014.徐成杭。瞬态脉冲干扰下微处理器I/O保护电路改进方研究,长沙,国防科技大学,2013.张艳艳。IO设计对集成电路EFT性能影响的设计研究。成都:电子科技大学,2009.到网格中。由列表可见上下壳体被赋予了PSHELL单元属性,模拟上下壳体的薄壁,同时,被赋予的材料均为steel. 3边界条件及载荷步根据滤清器的实际工作条件,滤清器工作时通过进风口和出风口固定。根据这一特性在模型中约束进风口和出风口上一周的节点,来描述滤清器的固定状态。滤清器中的空气流动情况通过施加Pressure压力载荷实现,这样处理既能简化滤清器的受力状态,又能很好的模拟空气流动,为滤清器工作时的危险状态,所得结果偏向安全。

  本文中滤清器的模态分析需添加两个分析步,一个是施加Pressure的分析步,另一个是模态分析步spc.本次为模态分析,只需选择normalmodels分析类型,选中spc复选框,后点击create按钮即建立了模态分析步。

  4分析结果通过查看输出的。out文件,可以得到上下壳体模态分析的结果表1.一阶模态模拟的是汽车刚启动时,外界激振频率较低,引起滤清器整体发生小范围的振动,这种振动随着外界频率的升高而迅速降低,接下来的模态图显示,振动主要发生在进风口和出风口处。为减小滤清器工作时的振动,可采取以下措施:使下壳体底部略微呈拱形,或者增加加强筋的高度,在下壳体底部的内侧增加一些加强筋,注意要避开已有模具上的冷却水槽,同时要保证和弯管之间的间隙,将弯管与下壳体底部焊接在一起,或者采用支架连接在一起,同时增加下壳体底部的厚度。

  5结语(1)本文中采用hyperworks软件进行了滤清器的模态分析,详细介绍了模态分析的步骤以及利用Hypermesh模块划分网格的过程,为其他模型网格的划分提供了有利的。Hypermesh具有强大的网格划分功能,能得到质量较高的网格,且操作方便,是一种高效率、具有良好通用性的前处理器。(2)模态分析是动力学分析的基础,通过模态分析能够得出模型的固有频率。本文在Hyperworks软件中通过rod模拟滤清器上下壳体的点焊连接,进行了滤清器的模态分析,得到了其固有频率,列出了不同外界激励下滤清器的振动状态。由模态分析可知,滤清器进风口和出风口处振动明显,针对这一情况,本文提出了一系列的改进措施,提高进风通道和出风通道的强度,具有一定的实际意义。

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