工程扫描仪滑架部件力学特性和热特性分析

摘要

以ANSYS软件为代表的有限元方法在电子设备结构设计CAE(Computer Aided Engineering)仿真分析阶段是最为重要的方法，本文仅以光机电一体化的电子设备一扫描仪中的滑架部件为研究对象，应用有限元方法，力求在滑架部件设计阶段得到并改善其性能，以便提高扫描仪的扫描质量。具体研究内容如下：首先将用SOLIDWORKS软件建立的滑架部件模型导入ANSYS分析软件中，对其力学特性和振动模态特性进行仿真模拟，得到其在工作状态时的变形情况、固有频率和振型，并对计算结果进行评价，从而为滑架部件的结构设计提供理论参考依据。其次，由于扫描仪CCD(Charge Coupled Device)控制板发热功率很大，会在滑架的局部空间形成一个温度区，这也会影响扫描仪的扫描质量，因此本文应用ANSYS分析软件采用有限元法对CCD控制板的温度场进行计算，得到其温度场分布情况，并对温度场进行分析。最后，为了使CCD能够在更好的环境温度下工作，设计采用热管对CCD控制板进行散热，从而提高扫描仪的扫描质量和可靠性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的来源及其意义

1.2论文的工作概要和章节安排

1.2.1论文工作概要

1.2.2章节安排

第二章滑架部件概述及有限元法原理

2.1滑架部件概述

2.2有限元法原理

2.2.1有限元法基本思想

2.2.2板壳单元有限元方程

2.3本章小结

第三章滑架部件力学特性分析

3.1 ANSYS软件概述

3.2 ANSYS软件分析过程

3.2.1前处理

3.2.2加载及求解

3.2.3后处理

3.2.4 ANSYS软件提供的分析类型

3.3滑架部件有限元分析

3.3.1结构线性静力分析

3.3.2结构改进与分析

3.4滑架部件模态分析

3.5本章小结

第四章滑架部件热学特性分析

4.1概述

4.2温度场基本方程及数学模型

4.2.1热量传递基本方式

4.2.2温度场数学模型及边界条件

4.3热传导问题稳态温度场的有限元法

4.4 CCD控制板温度场分析

4.4.1 CCD控制板概述

4.4.2 CCD控制板温度分析

4.5本章小结

第五章控制板热管传热分析

5.1概述

5.2热管工作原理

5.2.1热管的基本工作原理

5.2.2热管工作的基本条件及特点

5.3控制板热管散热分析

5.3.1控制板热管散热示意图

5.3.2控制板热管传热模型

5.4控制板热管散热计算

5.4.1热管结构参数

5.4.2计算各热阻值

5.4.3热管管壳强度和传热极限校验

5.4.4使用热管散热的优点

5.5本章小结

结束语

致谢

参考文献

作者在读期间的研究成果