基于机电热三场耦合的电子设备机箱结构优化设计方法

摘要

本发明公开一种电子设备机箱结构优化设计方法，主要解决机箱结构设计时难以兼顾机、电、热多方面设计要求的问题。其实施步骤是：从机电热三场耦合的角度研究，确定机箱的初步设计尺寸，利用软件Ansys进行力学分析；进行三场间的网格模型转化，得到用于电磁和热分析的网格模型；设置热分析参数，使用IcePak软件进行热分析；确定机箱的谐振频率和吸波材料的电参数，使用Feko软件进行电磁分析；通过样件试验修正分析结果；判断机箱是否满足设计要求，如果满足要求，则优化设计结束，否则，修改初步的CAD模型、电磁分析参数和热分析参数，重复上述过程，直至满足要求为止。试验表明，本发明的设计能够兼顾机电热多方面要求，可用于电子设备机箱结构的优化设计。

主权项

一种基于机电热三场耦合的电子设备机箱结构优化设计方法，包括如下步骤：(1)根据电子设备的工作环境和具体要求，确定机箱结构的初步设计尺寸，以此建立初步的机箱CAD模型，用于力学的有限元分析；(2)对初步建立的机箱CAD模型，利用商用软件Ansys11.0进行力学有限元分析，获取各种结构力学参数和箱体变形，并整理成力学分析的数据文件；(3)从力学分析的数据文件中提取机箱变形后的网格模型信息，进行三场间的网格模型转化，得到用于电磁和热分析的网格模型；(4)根据步骤(1)建立的机箱CAD模型，设置散热部件材料的比热和导热系数，风扇的功率流量和环境温度这些初步的热分析参数；(5)将步骤(3)提取的热分析网格模型和步骤(4)的热分析参数导入商用软件IcePak4.4.8进行热分析，得到机箱的温度场分布，并整理成热分析的数据文件；(6)根据步骤(1)建立的机箱CAD模型，确定机箱的谐振频率和吸波材料的电参数这些初步的电磁分析参数；(7)将步骤(3)提取的电磁分析网格采用商用软件Feko5.3进行电磁分析，获取机箱内外的电磁场分布，并整理成电磁分析的数据文件；(8)针对机、电、热三个分析的数据文件，根据实际工程情况，设计样件并对其进行仿真分析，再通过试验检验仿真分析的结果，得到仿真误差，根据该仿真误差修正机箱CAD模型的分析结果；(9)根据修正后的分析结果判断机箱设计是否满足要求，如果满足要求，则优化设计结束，输出机箱的结构参数，否则，修改初步的CAD模型、电磁分析参数和热分析参数，重复步骤(1)至步骤(8)，直至满足要求。