基于ANSYSD的微波炉包装系统分析.docVIP

基于ANSYS的微波炉包装系统分析 [摘要]：以有限元软件ANSYS为平台，对包装件进行静态位移、应力分析，通过模态分析求解包装件的固有频率和振型，以LS-DYNA为平台，模拟包装件受到冲击时的力学性能和动态特性，求包装件的瞬态响应。 关键字：ANSYS；静态分析；固有频率；瞬态响应 Analysis of acoustics’ Packaging System via ANSYS CHEN man-ru, YIN ke ( Shaanxi University of Science Technology, Shaanxi Xi’an 710021, China) Abstract: Finite element analytical software ANSYS was taken as platform to get the static displacement and stress of a package product and the geometrical model of a package product was taken as an objective to get its parameters such as natural frequencies, vibration mode, etc. ANSYS/LS-DYNA software was used as development platform to simulate the mechanical performance and dynamic characteristic and to get the transient response of packaging when subjected to drop impact. Key Words: ANSYS; Static analysis; natural frequency; transient response 1概 论 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的CAE 软件公司美国ANSYS( Swanson Analysis System) 公司开发, 它能与多数CAD 软件接口, 实现数据的共享和交换, 如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等, 是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。强大的有限元分析和优化设计功能使得ANSYS 软件非常适合对包装工程中相关产品、材料和结构进行有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动仿真、模块化设计。[1] ANSYS的功能模块 functional module of ANSYS ANSYS功能模块结构 PREP7前处理器 SOLUTION求解器 POST1通用后处理器 POST26时间历程后处理 OPT优化设计模块 RUNSTAT估计分析模块 OTHER其他模块 在分析过程中，ANSYS通常用三个模块：前处理模块（PREP7）、求解模块（SOLUTION）和后处理模块（POST1和POST26）。由于其强大的仿真功能，使得它的应用范围逐渐扩展，今年来，在包装动力学方面的研究逐渐引入ANSYS进行仿真模拟。传统的缓冲包装设计一般依据1986年美国Lansmont公司根据五步法改进而成的缓冲包装设计6步法来进行:(1) 确定产品的流通环境条件; (2) 确定产品脆值; ( 3)如果发现产品脆值偏低,应考虑重新设计产品中的关键件结构,提高其脆值; (4) 根据产品脆值和缓冲材料特性设计缓冲材料的结构和确定其最佳尺寸; ( 5) 设计并制作原型包装结构; (6) 按国家标准规定或客户要求的条件,试验评价原型包装。如果试验结果与设计的预期结果不一致,重复上述步骤,直到满意为止。现在国内的包装企业在做缓冲包装设计时,一般是先测定产品的脆值,然后确定缓冲材料,之后根据缓冲系数和最大静应力曲线确定缓冲衬垫的厚度等参数,最后进行校核。该设计过程虽稳妥,但其优化设计部分却被放在了次要的地位这种方法不仅旷日费时，对于单价较高的电子产品来说，更会浪费许多无谓的成本。另外，如果跌落过程中造成产品内部结构损坏时，工程人员往往不知道到底是包装设计的问题还是产品本身的结构问题。像这些问题只有通过ansys进行模拟，即可求出包装在落下碰撞的效能。 2概念模型 在此分析微波炉包装系统，其中微波炉的尺寸是450*350*290（mm），缓冲材料采用聚乙烯泡沫（EPE），厚度为40mm. 其中微波炉上下均有缓冲垫进行缓冲包装，缓冲包装的厚度为40mm。本来EPE缓冲材料具有外形结构，这里为了简化模型，进行有限元分析，把模型简化处理。 3有限