专用计算机一体化设计平台开发及其密闭机箱的热仿真分析

摘要

在现代高科技战争中，由专用计算机控制的数字化武器装备系统成为准确快速侦察、打击目标的制胜法宝。专用计算机作为数字控制系统的核心，其性能稳定可靠性、升级更新的快速性成为制约数字式武器装备发展的关键。数字化的生产模式是保证专用计算机机箱结构不断创新、不断完善的首要保障措施。为了保障军队装备供给，实现专用计算机生产的跨越式发展，军工企业必须不断提高产品质量，缩短开发周期，降低成本。专用计算机CAD/CAE/CAPP/CAM一体化开发平台及应用技术是解决这些问题的重要途径，它将使专用计算机机箱结构的研发、生产实现质的飞跃。
　　本文研究了专用计算机一体化开发平台的软件组成架构，以及开发平台各模块之间的关系及开发流程，详细介绍了一体化开发平台界面及平台能够实现功能。采用基于特征建模的方法，利用Pro/Toolkit对Pro/E进行功能扩展，实现了专用计算机的参数化设计和自动装配。在CAD/CAE接口设计中，提出了基于Pro/E的有限元模型转换的方法，编译程序，实现了模型之间的“零失真”转换。采用面向对象技术，对零件模型的数据结构进行了扩展，实现了CAD/CAPP/CAM模块中有用信息的快速提取。
　　专用计算机的工作环境复杂恶略，通常将机箱设计成密闭式的。密闭箱体往往导致内部功率器件散发的热量无法快速导出，引起机箱内部温度过高，影响专用计算机的正常工作。因此有必要对专用计算机进行热仿真分析，检验参数化设计后的机箱是否满足热设计要求。
　　论文对专用计算机机箱的结构进行了研究，实现了基于Flotherm软件的热仿真分析。通过K型热电偶多点温度分布测试系统对机箱实际稳态温度进行了测量并与仿真结果进行对比，检验了仿真结果的合理性，并对误差进行了分析。最后根据仿真结果的分析，对专用计算机的结构进行了改进。总结了对专用计算机进行热仿真的一些规范方法，为设计人员设计出散热性更好的机箱提供了理论依据。

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第一章 绪论

§1-1 课题研究的意义和目的

§1-2 国内外的现状及发展趋势

§1-3 课题研究主要内容

第二章 Pro/TOOLKIT二次开发的基础理论

§2-1 Pro/TOOLKIT的程序结构

§2-2 Pro/TOOLKIT程序编写的风格

§2-3 程序的编译和连接

§2-4 应用程序的注册和运行

§2-5 本章小结

第三章 专用计算机一体化设计平台系统开发关键技术

§3-1 专用计算机参数化设计的关键技术

§3-2 专用计算机一体化设计平台自动装配的关键技术

§3-3 专用计算机一体化设计平台CAD/CAE接口技术

§3-4 CAD/CAPP/CAM模块零件信息传递的关键技术

§3-5 本章小结

第四章 专用计算机一体化设计平台开发实例

§4-1 专用计算机一体化开发平台的软件架构

§4-2 开发平台各模块之间的关系及开发流程

§4-3 一体化开发平台界面及功能介绍

§4-4 本章小结

第五章 专用计算机温度场分析理论基础

§5-1 引言

§5-2 热设计与热分析的理论基础

§5-3 Flotherm功能模块介绍

§5-4 流体运动N-S方程

§5-5 有限单元法求解温度场

§5-6 Flotherm软件默认求解收敛设置

§5-7 本章小结

第六章 专用计算机的温度场分析

§6-1 机箱的结构及物理环境分析

§6-2 专用计算机模型的化简

§6-3 专用计算机模型的导入

§6-4 主要参数设置

§6-5 专用计算机模型的网格划分

§6-6 求解计算

§6-7 曲线分析及Flomotion后处理

§6-8 温度测试

§6-9 优化改进

§6-10 本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢