一种快速识别Tray盘结构薄弱点的方法、系统和装置与流程

一种快速识别tray盘结构薄弱点的方法、系统和装置
技术领域
1.本发明涉及模态分析技术领域，特别涉及一种快速识别tray盘结构薄弱点的方法、系统和装置。


背景技术：

2.目前，在服务器存储结构中，很多存储节点由于空间布局的限制，节点与节点之间的间隙越来越小。对于2u以上的存储结构，冲击实验时，上层tray盘极易撞击到下层tray盘上的dimm(dimm全称dual-inline-memory-modules，中文名叫双列直插式存储模块，是指新型内存条，它提供了64位的数据通道)。
3.在现有技术中，主要通过冲击仿真实验来验证tray盘结构设计是否符合要求，具体地，通过冲击仿真分析，提取tray盘变形最大单元节点冲击过程中的下沉量曲线，若最大下沉量大于相邻tray盘的初始间隙，则冲击实验无法通过，需要返回结构设计并添加补强措施。然而，上述冲击仿真为显式计算，完成一次计算往往需要耗费几个小时的时间，与此同时，由于tray盘总成结构复杂，下沉量是整体挠度与局部挠度的叠加，若找不到影响下沉量最大的因素，则需要反复进行结构设计
→
冲击仿真，这样会耗费大量的精力与时间。
4.因此，如何快速判断tray盘结构薄弱点，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的方法、系统和装置，可以快速识别tray盘结构薄弱点，节约仿真时间，提高工作效率。
6.为实现上述目的，本发明提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的方法，包括：
7.获取tray盘的三维模型；
8.对所述三维模型进行模态仿真分析，并获取对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型；
9.根据所述模态振型识别所述tray盘结构的薄弱类型，其中，所述薄弱类型包括整体刚度不足和局部刚度不足。
10.可选地，所述获取tray盘的三维模型的步骤之后，包括：
11.提取所述tray盘冲击过程中变形最大单元节点的下沉量曲线；
12.根据所述下沉量曲线判断最大下沉量是否大于所述tray盘与下层tray盘之上的dimm的间距；
13.若否，则判断所述tray盘结构合格；
14.若是，则进入所述对所述三维模型进行模态仿真分析，并获取对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型的步骤。
15.可选地，所述对所述三维模型进行模态仿真分析，并获取对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型的步骤，包括：
16.在模态仿真分析后通过查看变形云图获取与冲击过程中变形近似的模态振型；
17.获取所述模态振型下在冲击方向的模态因子；
18.根据所述模态因子验证所述模态振型为对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型。
19.可选地，所述根据所述模态振型识别所述tray盘结构的薄弱类型的步骤，包括：
20.根据所述模态振型计算所述tray盘变形最大处横截面的形心a；
21.对比所述形心a和获取到的变形前所述变形最大处横截面的形心b，以识别所述tray盘结构的薄弱类型。
22.可选地，所述根据所述模态振型计算所述tray盘变形最大处横截面的形心a的步骤，包括：
23.根据所述模态振型获取所述tray盘的截面变形信息；
24.根据所述截面变形信息获取所述tray盘变形最大处的横截面，并生成横截面曲线；
25.根据所述横截面曲线计算所述形心a。
26.可选地，所述根据所述模态振型识别所述tray盘结构的薄弱类型的步骤之后，还包括：
27.若所述tray盘结构的薄弱类型为整体刚度不足，则对所述tray盘添加贯穿式横梁以提高刚度；
28.若所述tray盘结构的薄弱类型为局部刚度不足，则对所述tray盘局部添加加强筋以提高刚度。
29.本发明还提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的系统，包括：
30.获取模块，所述获取模块用以获取tray盘的三维模型；
31.仿真分析模块，所述仿真分析模块用以对所述三维模型进行模态仿真分析，并获取对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型；
32.识别模块，所述识别模块用以根据所述模态振型识别所述tray盘结构的薄弱类型，其中，所述薄弱类型包括整体刚度不足和局部刚度不足。
33.可选地，所述仿真分析模块包括：
34.振型获取单元，所述振型获取单元用以在模态仿真分析后通过查看变形云图获取与冲击过程中变形近似的模态振型；
35.模态因子计算单元，所述模态因子计算单元用以获取所述模态振型下在冲击方向的模态因子；
36.验证单元，所述验证单元用以根据所述模态因子验证所述模态振型为对所述tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型。
37.可选地，所述识别模块包括：
38.形心计算单元，所述形心计算单元用以根据所述模态振型计算所述tray盘变形最大处横截面的形心a；
39.识别单元，所述识别单元用以对比所述形心a和获取到的变形前所述变形最大处横截面的形心b，以识别所述tray盘结构的薄弱类型。
40.本发明还提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的装置，包括：
41.存储器，用于存储计算机程序；
42.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的快速识别tray盘结构薄弱点的方法的步骤。
43.相对于上述背景技术，本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法，包括获取tray盘的三维模型，对三维模型进行模态仿真分析，并获取对tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型，根据模态振型识别tray盘结构的薄弱类型，其中，薄弱类型包括整体刚度不足和局部刚度不足。也就是说，在本方法中，以tray盘的三维模型为基础，进行模态仿真分析，然后通过获取对tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型、以识别tray盘结构的薄弱类型。相较于传统采用显示计算的冲击仿真方法，本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法采用模态仿真分析的方法，并通过获取对tray盘冲击方向变形量贡献最大的模态振型、以识别tray盘结构的薄弱类型，也即可以快速识别该tray盘属于整体刚度不足，还是属于局部刚度不足，以便于采取进一步的加强刚度的措施。上述方法，一方面，可以快速识别tray盘结构薄弱点，无需反复进行结构设计以及冲击仿真，这样可以节约大量的精力与仿真时间，进而可以提高工作效率；另一方面，通过判断出tray盘结构薄弱点是因整体刚度不足，还是局部刚度不足，便于采取针对性的补强措施，从而可以提高判断tray盘结构薄弱点的精确度和工作效率。
44.本发明还提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的系统和快速识别tray盘结构薄弱点的装置，有益效果如上述，此处将不再赘述。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
46.图1为本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法的流程图；
47.图2为本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法的完整流程示意图；
48.图3为tray盘截面变形示意图；
49.图4为tray盘截面形心计算示意图；
50.图5为tray盘结构整体变形示意图；
51.图6为tray盘结构整体变形叠加局部变形示意图；
52.图7为简化后上下层tray盘结构变形示意图；
53.图8为tray盘结构补强方案示意图。
54.其中：
55.1-贯穿式横梁、2-加强筋、3-tray盘。
具体实施方式
56.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.本发明的核心是提供一种快速识别tray盘结构薄弱点的方法、系统和装置，可以快速识别tray盘结构薄弱点，节约仿真时间，提高工作效率。
58.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
59.请参考图1至图8，图1为本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法的流程图；图2为本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法的完整流程示意图；图3为tray盘截面变形示意图；图4为tray盘截面形心计算示意图；图5为tray盘结构整体变形示意图；图6为tray盘结构整体变形叠加局部变形示意图；
60.图7为简化后上下层tray盘结构变形示意图；图8为tray盘结构补强方案示意图。
61.如图1所示，本发明实施例所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法，包括：
62.s1：获取tray盘3的三维模型；
63.s2：对三维模型进行模态仿真分析，并获取对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型；
64.s3：根据模态振型识别tray盘3结构的薄弱类型，其中，薄弱类型包括整体刚度不足和局部刚度不足。
65.也就是说，在本方法中，以tray盘3的三维模型为基础，进行模态仿真分析，然后通过获取对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型、以识别tray盘3结构的薄弱类型。
66.相较于传统采用显示计算的冲击仿真方法，本发明实施例所提供的快速识别tray盘3结构薄弱点的方法，采用模态仿真分析的方法，并通过获取对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型、以识别tray盘3结构的薄弱类型，也即可以快速识别该tray盘3属于整体刚度不足，还是属于局部刚度不足，以便于采取进一步的加强刚度的措施。
67.上述方法，一方面，可以快速识别tray盘3结构薄弱点，无需反复进行结构设计以及冲击仿真，这样可以节约大量的精力与仿真时间，进而可以提高工作效率；另一方面，通过判断出tray盘3结构薄弱点是因整体刚度不足，还是局部刚度不足，便于采取针对性的补强措施，从而可以提高判断tray盘3结构薄弱点的精确度和工作效率。
68.在s1中，结构设计完成后导出tray盘3结构的三维模型。
69.然后，在相应的软件中划分网格，定义材料属性，定义连接关系，并添加边界条件后进行冲击仿真分析。
70.在获取tray盘3的三维模型的步骤之后，包括：
71.提取tray盘3冲击过程中变形最大单元节点的下沉量曲线；
72.根据下沉量曲线判断最大下沉量是否大于tray盘3与下层tray盘之上的dimm的间距；
73.若最大下沉量大于tray盘3与下层tray盘3之上的dimm的间距，不成立，则判断tray盘3结构合格，通过冲击实验；
74.若最大下沉量大于tray盘3与下层tray盘3之上的dimm的间距，成立，则表明tray盘3在冲击过程中撞击到下层tray盘3之上的dimm，需要考虑补强措施，以减少tray盘3的下沉量。此时，进一步地进入s2，即对三维模型进行模态仿真分析，并获取对tray盘3冲击方向
变形量贡献最大的模态振型。
75.简化后上下层tray盘3结构变形示意图如图7所示。
76.在s2中，对三维模型进行模态仿真分析，并获取对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型的步骤，包括：
77.s201：在模态仿真分析后通过查看变形云图获取与冲击过程中变形近似的模态振型；
78.s202：获取模态振型下在冲击方向的模态因子；
79.s203：根据模态因子验证模态振型为对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型。
80.需要注意的是，对三维模型进行模态仿真分析，是要进行约束模态分析，而非自由模态分析，约束的方式应与冲击仿真中一致或近似。
81.具体地说，模态仿真分析完成后，先通过查看变形云图，找出与冲击过程中变形近似的模态振型，然后，查看该阶模态因子在冲击方向的比例，若至少大于0.5，则证明该阶模态对tray盘3冲击方向变形量贡献最大。
82.在s3中，根据模态振型识别tray盘3结构的薄弱类型的步骤，包括：
83.s301：根据模态振型计算tray盘3变形最大处横截面的形心a；
84.s302：对比形心a和获取到的变形前变形最大处横截面的形心b，以识别tray盘3结构的薄弱类型。
85.进一步地，根据模态振型计算tray盘3变形最大处横截面的形心a的步骤，包括：根据模态振型获取tray盘3的截面变形信息，根据截面变形信息获取tray盘3变形最大处的横截面，并生成横截面曲线，根据横截面曲线计算形心a。
86.具体流程包括：将模态振型计算结果odb文件导入abaqus计算软件后，得出截面变形信息，此时的网格节点坐标已经变化，并包含了截面变形的信息，tray盘3截面变形示意图如图3所示；之后将此文件以inp格式导出，再将inp格式的文件导入hyperworks软件，通过fe-surface命令由网格生成曲面，截取变形最大处的横截面，并生成横截面曲线；最后，利用hyperbeam截面计算功能，将tray盘3变形最大处横截面的形心a计算出来，如图4所示。
87.需要说明的是，根据等刚度设计理论，整体变形时最大单元节点变形应与形心一致。通过对比变形前后变形最大处横截面的形心可以明显看出tray盘3总成是整体刚度不足还是局部刚度不足。
88.更进一步地，根据模态振型识别tray盘3结构的薄弱类型的步骤之后，还包括：
89.若tray盘3结构的薄弱类型为整体刚度不足，则需要添加贯穿式横梁1，使tray盘3总成连为一体，以提高整体刚度；若tray盘3结构的薄弱类型为局部刚度不足，则可以使用形貌优化等手段，在局部添加加强筋2，以提高局部刚度。tray盘3结构整体变形示意图如图5所示；tray盘3结构整体变形叠加局部变形示意图如图6所示，tray盘3结构补强方案示意图如图8所示。
90.这样一来，采用上述快速识别tray盘3结构薄弱点的方法，予以补强tray盘3结构，可以减少无效的补强措施，降低成本，缩短研发周期。
91.本发明还提供一种快速识别tray盘3结构薄弱点的系统，包括：获取模块、仿真分析模块和识别模块，其中，获取模块用以获取tray盘3的三维模型；仿真分析模块用以对三
维模型进行模态仿真分析，并获取对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型；识别模块用以根据模态振型识别tray盘3结构的薄弱类型，其中，薄弱类型包括整体刚度不足和局部刚度不足。
92.进一步地，仿真分析模块包括：
93.振型获取单元，该振型获取单元用以在模态仿真分析后通过查看变形云图获取与冲击过程中变形近似的模态振型；
94.模态因子计算单元，该模态因子计算单元用以获取模态振型下在冲击方向的模态因子；
95.验证单元，该验证单元用以根据模态因子验证模态振型为对tray盘3冲击方向变形量贡献最大的模态振型。
96.更进一步地，识别模块包括：
97.形心计算单元，该形心计算单元用以根据模态振型计算tray盘3变形最大处横截面的形心a；
98.识别单元，该识别单元用以对比形心a和获取到的变形前变形最大处横截面的形心b，以识别tray盘3结构的薄弱类型。
99.本发明还提供一种快速识别tray盘3结构薄弱点的装置，包括：
100.存储器，用于存储计算机程序；
101.处理器，用于执行计算机程序时实现上述的快速识别tray盘3结构薄弱点的方法的步骤。
102.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
103.以上对本发明所提供的快速识别tray盘结构薄弱点的方法、快速识别tray盘结构薄弱点的系统和快速识别tray盘结构薄弱点的装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。