基于ANSYS的ATM自动柜员机结构的研究

摘要

有限元方法是现代工程分析与设计的一种快捷、有效的辅助工具。有限元分析及结构优化等CAE技术的应用，对缩短产品开发、设计周期、降低产品制造成本、增强企业竞争力都具有重要的意义。伴随科学技术的飞速发展，银行间的竞争日益激烈。为满足客户的需求，提高服务质量，在竞争中取胜，银行的形象设计正在发生变化。自动柜员机ATM是银行为客户提供的一种自动化、现代化的电子设备，方便于客户能在24小时内享受银行服务。目前它已成为银行电子化的一个重要组成部分。使用银行自动柜员机，可以有效地降低银行的人力投入，提高银行的工作效率和竞争力，实现效益最大化。与此同时，自动柜员机能够安全、稳定的运行也是提高银行服务的一个重要保障。因此，对自动柜员机的设计就显得尤为重要了。 本文以广电运通GRGBanking公司DT—7000系列G21穿墙式自动取款机为研究对象，利用有限元分析软件ANSYS作为分析工具，对ATM自动取款机外壳框架进行了静力学性能分析与校核；ATM正常工作时的内部温度场热分析，并根据分析结果对ATM进行了综合性能的结构优化设计。主要内容如下： （1）建立ATM自动柜员机有限元模型； （2） ANSYS结构静力学分析； 对ATM自动柜员机保险柜柜体框架（12mm Q235A钢板）的结构进行静力分析，分析在一定外部载荷作用下柜体所发生的位移和应力变化，并进行柜体的强度分析。然后根据钢板的屈服极限，计算出保险柜柜体所能承受的最大冲击载荷。最后运用ANSYS软件进行模拟校核，从而在结构强度上确保ATM自动柜员机柜体的安全性。 （3） ANSYS热分析； 运用ANSYS软件对ATM自动柜员机内部主要的散热模块进行热分析，本文中主要是指工控机（IPC）、DVR和LCD显示屏三个模块，得出ATM在正常工作时的温度场分布情况。然后通过在不同方向和不同位置开散热孔或者加装散热风扇，运用ANSYS软件进行仿真分析，并分析对比结果，从而确定最合适的开孔位置、开孔大小等，最终确保ATM自动柜员机内部各个模块的正常工作运行。 本文应用ANSYS软件对ATM自动取款机的结构静力学和散热性性能分别进行了模拟分析，在结构上进行了改进设计。在实践中大大降低了设计、开发成本，减少了试验次数，缩短了设计开发周期，提高了产品质量，从而使ATM自动柜员机能够安全、稳定的运行，具有非常重大的实际意义。 最后，对本文的工作进行了总结，指出了今后研究工作的重点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1前言

1.2本课题的来源背景、意义及其研究内容

1.2.1本课题的来源背景

1.2.2本课题的研究意义

1.2.3本课题的研究内容

1.3本课题的研究方法

1.3.1结构分析中的有限元法

1.3.2热分析中的有限元法

1.3.3有限元法的分类

1.3.4有限元法和软件发展特征

1.4有限元法和结构优化设计方法在工程中的应用

第2章 有限元理论及其软件实现

2.1引言

2.2有限单元法基本理论

2.2.1线弹性体静力学问题

2.2.2线弹性体稳定问题

2.2.3几何非线性问题

2.2.4材料非线性问题

2.2.5弹性体振动问题

2.3有限元分析的流程和软件的基本结构

2.3.1有限元分析的流程

2.3.2有限元分析软件的基本结构

2.4现代有限元软件

2.4.1有限元软件概述

2.4.2 ANSYS软件简介

2.5 ANSYS结构分析

2.5.1结构静力学分析

2.5.2结构动力学分析

2.5.3显示动力分析

2.5.4结构屈曲分析

2.6 ANSYS热分析

2.6.1 ANSYS热分析的基本理论

2.6.2 ANSYS稳态传热分析

2.6.3.ANSYS瞬态传热分析

2.7本章小结

第3章基于ANSYS的ATM自动柜员机的结构分析

3.1引言

3.2 ATM的基本结构和各模块的位置

3.3 ATM产品特点和功能参数简介

3.3.1产品特点

3.3.2功能和参数

3.4模型的建立

3.4.1单位制及材料选择

3.4.2模型建立和简化处理

3.5 ATM结构静力学分析

3.5.1 Pro／E模型的导入和生成

3.5.2网格的划分

3.5.3载荷和边界条件

3.5.4静力学强度分析

3.5.5结果分析和研究

3.6本章小结

第4章基于ANSYS的ATM自动柜员机的热分析

4.1引言

4.2模型的建立和简化处理

4.3 ATM热分析

4.3.1 Pro／E模型的导入和生成

4.3.2网格的划分

4.3.3载荷和边界条件

4.3.4热分析

4.3.5结果分析和研究

4.4本章小结

第5章总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

致 谢

作者在研究生期间发表的论文

作者在研究生期间研究项目