Компьютерные технологии в аэрокосмической технике
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное учреждение высшего профессионального образования
Московский Государственный Технический Университет Имени Н.Э. БАУМАНА
(МГТУ им Н.Э. Баумана)
Факультет Аэрокосмический
Кафедра Компьютерные системы и сети
РАСЧЕТНО-ПОЯНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
курсового проекта
Компьютерные технологии в аэрокосмической технике
Руководитель,
к. ф-м. н., _____________ Щеглов Г.А.
Исполнитель,
студ., гр. АК5-81____Володченко А.В.
2010
Содержание
1. Введение
. Расчет собственных частот платы устройства
.1 Геометрическая модель платы
.2 Нахождение собственных частот платы, закреплённой по варианту №1
.3 Нахождение собственных частот платы, закреплённой по варианту №2
. Моделирование теплообмена
.1 Геометрическая модель корпуса устройства
.2 Исследование теплообмена с использованием граничного условия
.3 Исследование теплообмена с использованием вентилятора
Заключение
Список использованных источников информации
цифровое устройство плата теплообмен solidworks
1. Введение
Курсовой проект выполняется на основании учебного плана кафедры ИУ6. Его целью является самостоятельное проектирование и последующее твердотельное моделирование студентом платы и корпуса цифрового устройства ограниченной сложности, ознакомление его с основными этапами, методами и приемами моделирования в системе SolidWorks.
В данном курсовом проекте с руководителем было согласовано задание, спроектировать корпус электронного устройства, и провести его условное моделирование с помощью модулей SolidWorks Simulation и SolidWorks Flow Simulation, для получения результатов теплообмена внутри корпуса, а также провести частотный анализ платы устройства.
2. Расчет собственных частот платы
.1 Геометрическая модель платы
Для расчета собственных частот платы используется следующая условная модель:
Рис. 1.1
На рисунке 1.2 показано расположение элементов на печатной плате устройства:
- печатная плата;
- разъём;
- электролитические конденсаторы;
- микросхемы;
- микросхемы памяти.
Рис. 1.2
Рассмотрим два варианта закрепления платы:
Вариант №1 - плата закреплена за отверстие А.
Вариант №2 - плата закреплена за отверстия А, Б, В и Г.
Свойства материала
Для микросхем и конденсаторов был задан материал алюминий ([SW]aluminiy).
Для платы был задан материал текстолит ([SW]textolit).
Для разъема был задан материал пластмасса ([SW]plastmassa).
Имя материала:[SW]aluminiyМодуль упругости7.1e+009N/m^2Коэффициент Пуассона0.394NAМодуль сдвига2.7e+009N/m^2Массовая плотность2700kg/m^3Предел прочности при растяжении5e+007N/m^2Теплопроводность270W/(m.K)Удельная теплоемкость930J/(kg.K)Модуль упругости1e+008N/m^2Коэффициент Пуассона0.394NAМодуль сдвига8e+009N/m^2Массовая плотность1400kg/m^3Предел прочности при растяжении7e+007N/m^2Теплопроводность1.6W/(m.K)Удельная теплоемкость1100J/(kg.K)Модуль упругости2e+008N/m^2Коэффициент Пуассона0.394NAМодуль сдвига1.4e+008N/m^2Массовая плотность1900kg/m^3Предел прочности при растяжении3e+008N/m^2Теплопроводность0.05W/(m.K)Удельная теплоемкость150J/(kg.K)
2.2 Нахождение собственных частот платы, закреплённой по варианту №1
Для частотного анализа печатной платы устройства с электронными компонентами на ней используются следующие материалы составных частей модели:
А.) В виде ограничителей были выбрано отверстие В (рис. 1.2) в зафиксированном состоянии. Для проведения моделирования была построена стандартная сетка на твёрдом теле с размером элемента 3,2 мм, и использовалась решающая программа Direct sparse.
В результате исследования были получены 5 собственных частот:
Количество частотГерцСекунды10.000332253009.720.52251.913931.54920.6454848.16620.12246514.2850.070003
На рисунках 2.1 - 2.5 отображены изменения в геометрии платы, на соответствующих частотах.
Рис. 2.1Рис. 2.2
Рис. 2.3Рис. 2.4
Рис. 2.5
2.3 Нахождение собственных частот платы, закреплённой по варианту №2
Для нахождения собственных частот полностью закреплённой печатной платы зафиксированы 4 точки крепления. Материалы элементов остались прежними. В результате исследования были получены собственные частоты.
Количество частотГерцСекунды16.76170.14789213.9670.071597317.5320.057039419.3440.051696531.3040.031944
На рисунках 2.6 - 2.10 отображены изменения в геометрии платы, на соответствующих частотах.
Рис. 2.6Рис. 2.7
Рис. 2.8
Рис. 2.9 Рис. 2.10
3. Моделирование теплообмена
.1 Геометрическая модель корпуса устройства
Для моделирования теплообмена внутри корпуса электронного устройства используется следующая условная модель:
Рис. 3.1
На рисунке 3.1 показано расположение элементов, составляющих корпус устройства:
- основание;
- крышка;
, 4 - отверстия, для задания граничных условий;
Для задания граничных условий входа воздушного потока создана грань на верхней стороне корпуса крышки (Рисунок 3.2).
Рис. 3.2
Для задания граничных условий выхода воздушного потока созданы грани на боковой стороне корпуса крышки (Рисунок 3.3).
Ри