基于UG的船舶加固计算机机箱的结构设计与研究

摘要

随着造船业、远洋运输业等方面的发展，全球船舶配套产业规模大幅提升，但由于国内自主研发能力不足，船舶配套设备目前仍主要依赖进口，这已成为制约我国造船业发展的瓶颈。为适应我国船舶制造业快速发展的形势，提升中国船舶配套产业规模和自主研发能力，已显得尤为重要。其中，船舶加固计算机作为舱室设备中信息处理的核心硬件平台，同样长期被欧美垄断，因此，开发符合海用要求的高可靠性加固计算机，将有利于提升国产加固计算机装船率以及市场化进程。
　　本文结合企业实际项目，针对船舶加固计算机的高可靠性要求以及所处恶劣环境，对船舶加固计算机进行设计，综合采用计算机辅助设计与分析、环境适应性设计、电磁兼容性设计等现代设计方法，提出了船舶加固计算机机箱的整体结构方案，基于UG参数化建模功能，得到机箱整机的数字样机模型。针对机箱抗振性能要求，同样基于UG软件中的NX Nastran求解器完成加固计算机的模态分析，通过对模型固有频率及振型的分析，合理选用和布局金属减振器，建立加固计算机减振系统。根据设备工作的热环境和电磁环境，从箱体选材、屏蔽结构、散热性能等多方面提出具体的设计。
　　产品样机通过振动、高温、交变湿热、电磁兼容性试验、盐雾等一系列严酷环境试验，试验证明，该款船舶加固计算机的结构方案设计及具体应用方法能有效防止恶劣环境对设备的干扰和破坏，保证计算机稳定工作。该设备在实际应用过程同样也表现出了非常高的可靠性。本文对同类船舶加固计算机的可靠性设计有普遍的指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及背景

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题背景

1．2 船舶加固计算机的国内外发展现状

1．2．1 国外发展现状

1．2．2 国内发展现状

1．3 本文主要研究内容

2 加固计算机机箱的整体结构方案设计

2．1 机箱整体结构设计简述

2．1．1 加固机箱的基本设计准则

2．1．2 加固机箱的设计标准

2．1．3 加固机箱设计的关键性能指标

2．1．4 机箱结构主要技术问题

2．2 机箱结构整体结构方案的设计

2．2．1 机箱的功能模块和结构组成

2．2．2 箱体结构形式

2．2．3 钣金结构箱体材料的选择

2．3 基于UG的三维实体建模设计

2．3．1 UG软件简介及应用

2．3．2 基于UG的CAD／CAM／CAE技术

2．3．3 UG在本课题的应用及意义

2．4 关键零部件结构的设计

2．4．1 箱体外壳

2．4．2 箱盖组件

2．4．3 前面板组件

2．4．4 背板组件的设计

2．5 基于UG的虚拟样机技术

2．5．1 机箱结构虚拟装配

2．5．2 机箱结构干涉检验

3 加固计算机的减振设计

3．1 加固计算机的振动环境简述

3．2 加固计算机的模态分析

3．2．1 仿真分析理论基础

3．2．2 基于UG建立有限元模型

3．2．3 模态分析结果

3．3 减振系统的设计

3．3．1 减振器的选型

3．3．2 减振器安装位置的确定

3．3．3 设备重心的确定

3．4 紧固件的选择

3．5 振动试验测试及结果分析

4 加固计算机的热设计

4．1 加固计算机热设计简述

4．1．1 热设计基本要求

4．1．2 热设计基本方法

4．1．3 热设计步骤

4．2 加固计算机的热环境

4．2．1 加固计算机的内部模块功耗

4．3 计算机内部的温度模拟分析

4．4 加固计算机冷却方法的确定

4．4．1 自然冷却

4．4．2 强迫散热

4．5 设备的热性能试验

4．5．1 热试验方法及结果

5 机箱结构的电磁兼容设计

5．1 电磁兼容性概念

5．2 电磁兼容性设计

5．2．1 电磁屏蔽

5．2．2 金属材料的屏蔽效能

5．2．3 缝的处理

5．2．4 孔洞的处理

5．2．5 其他措施

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

8 论文发表情况

致谢