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基于ANSYS的结构力学创新设计电脑机箱热分析 姓 名： xxx 学 号： xxx 学 院： xxx 专业班级： xxx 指导教师： xxx 时 间 2013 年 秋季 学期 创 新 课 程 任 务（第4组）1、题目：电脑机箱热分析2、分析背景跟随着时代的步伐，人们所追求的产品更为安全、可靠，就台式电脑机箱而言，目前上市的大部分外壳结构简单，便于制造，成本较低，被广泛用于批量生产，同时也被很多消费者所认可。市场上绝大部分电脑机箱的外形都近似于一个长方体，颜色以黑色和白色最为常见。消费者在选用产品时，产品的质量和性能是非常重要的两个参考依据。另外，消费者在购机后，由于机箱的寿命较长并且体积庞大，所以不会经常更换。目前，电脑除了用于工作之外，大部分都用于娱乐，以游戏为主要娱乐方式，这就使得大部分电脑机箱在散热和防尘方面暴露出不足之处，而散热不好很大一部分原因是由于机箱防尘措施不够到位，导致大量灰尘附着在机箱内部组件上，从而使机箱散热功能下降，很多人都为此而苦恼，随时都在关心自己电脑的温度，一定程度上降低了其工作效率。另外，电脑如果长时间处于高温的工作状态，会减少电脑的使用寿命。所以对于机箱的热分析就显得相当重要。3、机箱的内部组成 CPU 英文全称是Central Processor Unit，翻译成中文就是中央处理器单元, 也就是负责运算和控制的控制中心,它是电脑最核心、最重要的部件,在PC机中的作用可以说相当于大脑在人体中的作用,所有的电脑程序都是由它来运行的。 主板 又叫Mother Board（母板），它是电脑主机中最大的一块长方形电路板，上面密密麻麻都是各种电路。主板是主机的躯干，CPU、内存、显卡、声卡等都固定在主板的插槽上，而硬盘、软驱等部件也需要通过接线和主板联接。主板是否稳定关系着整个电脑是否稳定，主板的速度在一定程度上也制约着整机的速度。 显卡 是联接显示器和PC机主板的重要元件。它插在主板上的扩展槽里,主要负责把主机向显示器发出的显示信号转化为一般电信号，使得显示器能明白PC 机在让它干什么。显卡上也有存储器，叫做显示内存，它的多少将直接影响显示器的显示效果，比如清晰程度和色彩丰富程度等等。 内存 内存是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转而不能永久保存。内存最常扮演的角色就是为硬盘与CPU传递数据。它的容量和处理速度直接决定了电脑数据传输的快慢，和CPU、硬盘一起并称为电脑的三大件。 硬盘和硬盘驱动器 硬盘的英文是Hard Disk，直译成中文就是硬的盘子。由于硬盘是内置在硬盘驱动器里的，所以一般就把硬盘和硬盘驱动器混为一谈了。和软盘、光盘一样，硬盘是电脑的存储设备，简单的说就是一个大容量存储器，与主机通讯速度很快，是现代电脑不可缺少的配件。硬盘的外观大小一般是3.5英寸。硬盘的容量一般以M（兆）和G（1000兆）计算。平常见到的硬盘容量从几十兆到几千兆都有。平常所说的C盘、D盘，与真正的硬盘不完全是一回事。一个真正的硬盘术语叫作物理硬盘，可以在DOS操作系统中把一个物理硬盘分区，分为C盘、D盘、E盘等若干个假硬盘，术语叫作逻辑硬盘。 机箱和电源 机箱是电脑主机的外衣，电脑大多数的组件都固定在机箱内部，机箱保护这些组件不受到碰撞，减少灰尘吸附，减小电磁辐射干扰。电源是主机的动力源泉，主机的所有组件都需要电源进行供电，因此，电源质量直接影响电脑的使用。如果电源质量比较差，输出不稳定，不但会导致死机、自动重新启动等情况，还可能会烧毁组件。 扩展卡和扩展槽 当需要用电脑看VCD、听音乐时，就需要配置声卡了。声卡不是PC机的必备部件，它是PC机的一种功能扩展卡。所谓扩展卡，就是指这种卡可以扩展PC机的功能，比如声卡可以使PC机发声、传真卡可以使PC机具备传真功能、网卡可以让您联入网络等等。扩展卡是直接插在主板上专为扩展卡设计的扩展槽中的。显示卡其实也是一种扩展卡，因为从计算机的基本原理来说，显示实际是一种额外的功能，只是为了使计算机的工作过程能在人们的直接可视的监控之下。虽然现在显示器已经是电脑的基本设备之一了，但由于习惯原因，显示卡仍然被视作一种扩展卡。当然，声卡、传真卡、网卡都是标准的扩展卡。 DVD光驱 是读取DVD光盘的设备。DVD盘片的容量为4.7GB，相当于CDROM光盘的七倍，可以存储133分钟电影，包含七个杜比数字化环绕音轨。DVD盘片可分为：DVDROM、DVDR（可一次写入）、DVDRAM（可多次写入）和DVDRW（读和重写）。目前的DVD光驱多采用EIDE接口，能像CDROM光驱一样连接到IDEas、SATA或SICI接口上。从机箱内各组成部分所占物理空间来看，可将其分为四个大块：电脑电源、DVD光驱、主板、硬盘。其他的小部件多半都接在主板上，占用的物理空间很少，所以只要合理安排好以上四个大件的位置，即可节省很大的空间，从而减小机箱的体积。图1 机箱整体结构图4、结果提取及分析（1）温度和辐射设定室温为25，辐射系数为0.9 图2 温度图 图3 辐射图（2）功率分析表1 主要元件及其功率元件显卡内存主板CPU电容功率80W1.5W6W65W5W对主要元件分别施加功率：图4 显卡 图5 内存 图6 主板 图7 CPU 图8 电容（3）温度分布图9 温度云图 图10 机箱内部温度分布图11 机箱温度分布 图12 整体温度分布（4）热流分布图13 X方向热流分布 图14 Y方向热流分布图15 Z方向热流分布 图16 整体热流分布5、总结此次创新课程，在了解了电脑机箱内部结构组成的基础上，对电脑主机机箱进行了热分析。首先设置室内温度为25，辐射系数为0.9，然后分别对显卡、内存、主板以及CPU和电容施加一定的功率，进而分析并找出机箱内部的主要发热元件即CPU和显卡。从温度图中可以看出，机箱外壳最高温度为25.658，机箱内部最高温度为28.034，所以整个机箱的最高温度在箱体内部且在显卡的上端，它比显卡所能承受的最高温度低，故机箱在散热上满足要求。从机箱内部沿X、Y、Z方向的热流分布图及整体的热流分布图中可以得知，在X方向上显卡的下端热流较强，在Y方向上CPU的下端热流较强，在Z方向上显卡和CPU的下端热流都比较强，总体来看是显卡下端的热流最强。通过这次分析设计，不但重新认识了电脑的结构组成，而且知道了电脑主机内部的发热情况，对于个人电脑的使用和维护都有一定帮助。更重要的是熟悉并掌握了用ANSYS软件进行热力分析的具体过程，这对以后的学习和发展是极