CN109829260B - 一种5g高速风扇的仿真设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种5G高速风扇的仿真设计方法，包括如下步骤：A、进行产品结构设计，进行三维建模，形成三维模型；B、在调用软件程序中输入所需的结构强度标准、风量标准和噪音标准；C、利用调用软件程序将三维模型输入到结构强度分析软件中，输入材质的技术参数；D、利用结构强度分析软件对三维模型进行结构强度分析；E、利用调用软件程序将符合结构强度标准的三维模型输入到风量分析软件中进行风量分析；F、利用调用软件程序将符合风量标准的三维模型输入到噪音分析软件中进行噪音分析，得到最后的设计方案。通过本发明可以大大缩短5G高速风扇的研发周期，最大限度的满足客户的需求。

Description

一种5G高速风扇的仿真设计方法
技术领域
本发明涉及一种风扇的制造方法，5G高速风扇的仿真设计方法。
背景技术
随着5G时代的到来，电子产品的无线通讯网络端口的功率会急剧上升，必然需要提高散热系统散热效率。散热系数提高会导致风扇结构的重量以及风噪无法估计，产品的推出需要进行多次开模产品试验，造成模具费、打样费、试验费等上涨，研发成本急剧上升，且目前产品的研发周期较长，跟不上客户旺盛的研发需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种5G高速风扇的仿真设计方法，该方法能够根据大大缩短研发周期，减少研发投入。
实现本发明目的的技术方案是：本发明包括如下步骤：
A、进行产品结构设计，进行三维建模，形成三维模型；
B、在调用软件程序中输入所需的结构强度标准、风量标准和噪音标准；
C、调用软件程序将三维模型输入到结构强度分析软件中，选择材质，输入材质的技术参数；
D、利用结构强度分析软件对三维模型进行结构强度分析，若不符合结构强度标准则回到步骤C；若符合结构强度标准，则进入步骤E；
E、利用调用软件程序将符合结构强度标准的三维模型输入到风量分析软件中进行风量分析，若不符合风量标准，则回到步骤C，若符合风量标准，则进入步骤F；
F、利用调用软件程序将符合风量标准的三维模型输入到噪音分析软件中进行噪音分析，若不符合噪音标准，则回到步骤C，若符合噪音标准，则得到最后的设计方案。
上述步骤C中材质的技术参数包括弹性模量、密度、泊松比、屈服强度、比模量和比强度。
上述结构强度分析包括结构应力变形仿真计算、结构强度刚度仿真计算和结构模态计算。
上述风量分析包括通风量仿真计算、散热性仿真计算和能耗仿真计算。
上述结构强度标准中包括安全系数标准，安全系数标准为大于1.8；所述安全系数根据如下计算公式获得：S＝A/B；
其中，S为安全系数；
A为根据结构强度刚度仿真计算获得的屈服强度，单位为MPa；
B为根据结构应力变形仿真计算获得的结构应力，单位为MPa；
通风量仿真计算时选择进气面和出气面，并输入计算区域大小；所述计算区域大小为风扇直径的1.5倍。
本发明具有积极的效果：(1)本发明通过调用软件程序将各个仿真软件串联起来，大大提高仿真计算能力，从而大大缩短研发周期；
(2)本发明能够自动优化产品结构，可快速反馈出市场所需的产品结构。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
若需要设计一款结构强度满足风扇转速30000转/分的要求，良好的散热性能和良好的声学性能的5G风扇时，根据本发明进行如下设计步骤(见图1)：
A、进行产品结构设计，进行三维建模，形成三维模型；
B、在调用软件程序中输入所需的结构强度标准、风量标准和噪音标准；
C、调用软件程序将三维模型输入到结构强度分析软件中，根据如下表格选择材质，输入材质的技术参数；
Figure BDA0002011797130000021
Figure BDA0002011797130000031
D、利用结构强度分析软件对三维模型进行结构强度分析，获得如下结果：
Figure BDA0002011797130000032
其中，安全系数S大于1.8的材质分别为17-4PH、TC4和PA+GF。
接着对以上三种材质进行结构模态计算，计算结果如下：
Figure BDA0002011797130000033
材质为PA+GF的风扇的一阶固有频率较低，且二阶固有频率571Hz与目标值500Hz(30000转/分)相接近，容易产生共振
从结果可以看出，PA+GF材质的风扇不符合结构强度标准。
E、利用调用软件程序将符合结构强度标准的三维模型输入到风量分析软件中进行风量分析，得出材质为17-4PH和TC4的5G风扇均符合标准；
F、利用调用软件程序将符合风量标准的三维模型输入到噪音分析软件中进行噪音分析，均符合标准。其中17-4PH的噪音为28dB，符合标准(＜30dB)。
但是因为TC4的成本价格更高，所以选择17-4PH作为首选材质。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种5G高速风扇的仿真设计方法；其特征在于包括如下步骤：
A、进行产品结构设计，进行三维建模，形成三维模型；
B、在调用软件程序中输入所需的结构强度标准、风量标准和噪音标准；
C、调用软件程序将三维模型输入到结构强度分析软件中，选择材质，输入材质的技术参数；
D、利用结构强度分析软件对三维模型进行结构强度分析，若不符合结构强度标准则回到步骤C；若符合结构强度标准，则进入步骤E；
E、利用调用软件程序将符合结构强度标准的三维模型输入到风量分析软件中进行风量分析，若不符合风量标准，则回到步骤C，若符合风量标准，则进入步骤F；
F、利用调用软件程序将符合风量标准的三维模型输入到噪音分析软件中进行噪音分析，若不符合噪音标准，则回到步骤C，若符合噪音标准，则得到最后的设计方案；
所述结构强度分析包括结构应力变形仿真计算、结构强度刚度仿真计算和结构模态计算；所述结构强度标准中包括安全系数标准，安全系数标准为大于1.8；所述安全系数根据如下计算公式获得：S＝A/B；
其中，S为安全系数；
A为根据结构强度刚度仿真计算获得的屈服强度，单位为MPa；
B为根据结构应力变形仿真计算获得的结构应力，单位为MPa；
所述风量分析包括通风量仿真计算、散热性仿真计算和能耗仿真计算；
通风量仿真计算时选择进气面和出气面，并输入计算区域大小；所述计算区域大小为风扇直径的1.5倍。
2.根据权利要求1所述的一种5G高速风扇的仿真设计方法，其特征在于：所述步骤C中材质的技术参数包括弹性模量、密度、泊松比、屈服强度、比模量和比强度。
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