板件厚度對箱體部件動態(tài)特性影響的仿真分析

摘 要：箱體部件的動態(tài)特性會影響箱體內(nèi)部的電子及機(jī)械產(chǎn)品的實用性和使用者的主觀感受。基于有限元方法，詳細(xì)闡述了板件厚度對箱體的模態(tài)以及結(jié)構(gòu)傳遞函數(shù)的影響，結(jié)果表明箱體厚度的增加會增大模態(tài)頻率，提高結(jié)構(gòu)剛度，抑制傳遞函數(shù)的幅值，改善箱體的動態(tài)特性，并為之后箱體部件的正向設(shè)計提供了參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：箱體；有限元；模態(tài)分析；傳遞函數(shù)

箱體部件通常作為一些電子產(chǎn)品以及機(jī)械產(chǎn)品的外保護(hù)殼，如臺式電腦主機(jī)箱和數(shù)控機(jī)床外殼等，不僅對內(nèi)部的元器件起到保護(hù)作用，還可以將內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境隔離，防止灰塵等入侵到箱體內(nèi)部。

通常，箱體內(nèi)會有散熱風(fēng)扇以及電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生特定階次的振動，可能會與箱體產(chǎn)生共振，從而造成產(chǎn)品使用壽命降低，影響實用性，也會引起不愉悅的噪聲[1]，降低使用者的主觀感受。

文章通過有限元方法，對不同厚度的箱體進(jìn)行動態(tài)特性的計算和比較，從而在設(shè)計時避開共振頻率，兼顧生產(chǎn)成本，為箱體部件的正向設(shè)計提供了參考方法。

1 動態(tài)特性分析理論

一般無阻尼多自由度系統(tǒng)的自由振動微分方程的一般形式為[2]：

M為系統(tǒng)質(zhì)量矩陣，K為系統(tǒng)剛度矩陣。一般多自由度系統(tǒng)的微分方程求解采用模態(tài)分析的方法。首先對原方程進(jìn)行坐標(biāo)變換，使方程之間解耦，將方程組轉(zhuǎn)化為n個獨立單自由度的系統(tǒng)的方程，最后得到系統(tǒng)的固有頻率和振型。……