服务器机箱底座下沉量Sag仿真与测试研究

文章采用Abaqus仿真与批量测试的方法,对服务器机箱底座的下沉量进行深入研究分析。以2U通用机架服务器为例展开分析,通过进行仿真与实测对比,证明了仿真精度足够且演练了满载sag到空载sag的分析和管控过程。该研究提出了全新的空载sag管控理论,并根据满载建议值反推空载建议值,再由仿真计算出空满载差值,该方法有效提升了工厂端的sag管控,对服务器机箱的sag设计和生产有重要指导意义。

服务器整机柜运输结构强度仿真与设计研究

本文采用结构仿真手段,从机柜运输强度和服务器机箱运输强度两个维度,对服务器整机柜运输强度进行研究分析,给出机柜结构与机箱结构优化设计建议,并建立满足整机柜运输的机柜强度要求规范与机箱强度要求规范。仿真过程从斜面冲击、旋转棱跌落、振动三个角度进行强度评估,针对机柜立柱、机箱箱耳支架、箱耳锁螺丝数量等部位给出优化建议。经过本文的仿真分析,可有效指导满足于整机柜运输的机柜设计与服务器机箱设计,提升可靠性设计能力,降低整机柜运输过程损坏风险,提升产品可靠性及竞争力。

服务器风扇墙与硬盘不同距离旋转振动研究

采用测试结合仿真的方法,从IOPS值、振动值、噪声值三方面进行测试分析,从涡量截面、压强截面两方面进行仿真分析,对服务器风扇墙与硬盘不同距离的RV振动进行深入研究。研究结果表明:(1)风扇墙与硬盘背板最佳距离为70mm、150mm,最差距离为110mm,距离每相隔10mm,硬盘性能波动1%~3%;(2)并非风扇距离硬盘越远,硬盘RV性能数据越好,RV性能随距离变化处于波动状态;(3)硬盘处振动值规律与硬盘IOPS性能规律相符,噪声规律与硬盘IOPS性能规律并未契合,说明狭小空间内,噪声相对变化较小,无法引发硬盘IOPS的变化;(4)风流仿真结论与测试结论相契合,硬盘与风扇距离在40~70mm之间,距离越远,硬盘所感受到的压力脉动、尾端涡流越小,硬盘振动越轻微。研究结果可对服务器架构设计起到重要的指导作用,有效指导机械硬盘配置机型的RV减振设计,最大化减小高速旋转风扇对硬盘的振动影响,提升系统的抗振性、稳定性。

离心式空气压缩机叶轮内湍流的数值模拟

应用粘性标准两方程湍流模型、三维雷诺时均N-S方程,采用非定常数值模拟方法,研究了带分流叶片离心式空气压缩机叶轮内部的流场分布情况。研究结果表明,压力面的静压大于相应位置吸力面的压力,最大静压位于压力面后缘;最大相对速度位于叶片入口,长叶片吸力面有回流现象,短叶片对遏止回流有明显作用;长叶片压力面前缘压力非定常波动最严重,后缘其次,叶片中部的压力波动最弱。该项研究成果可应用于叶轮结构的优化设计及指导叶轮的再制造。

含预应力服务器机箱结构动态数值模拟分析

利用有限元模拟仿真技术,采用Static Structural、Modal及Harmonic Response模块,对含预应力状态下的服务器机箱结构进行动态数值模拟分析,其中包含模态分析及谐响应分析,得出服务器机箱的固有频率及振型、风扇振动引起谐响应规律,并对含预应力及不含预应力的模态结果进行对比分析。研究结果表明,第2阶模态90Hz附近的振型以底座后部振动为主,易引起主板的损坏;含预应力及不含预应力状态下的机箱结构固有频率差值很小,故在服务器模态分析中,可通过取消预应力的设定来简化模态分析过程;风扇作为振动源产生的机箱谐响应振动,最大振幅在90Hz附近,位于机箱底座后部。

机架式通用服务器机箱应变仿真及测试分析

采用电阻应变片电测法及有限元模拟仿真技术,对机架式通用服务器机箱满载静置状态下的应变进行测量及分析,得出机箱的应变分布规律及整机变形特征。研究结果表明,硬盘的重载导致机箱前侧的应变普遍偏大;机架式通用服务器机箱等效应变最大值位于机箱底座底面边前侧折弯处;机箱最大变形量位于机箱前侧中间处;机箱最大等效应变值及变形量皆满足设计要求;仿真及测试结果误差小于10%,仿真结果可靠。

机架式服务器下沉量在线测试装置设计

针对当前服务器下沉量测试方法缺陷,提出一种机架式服务器下沉量在线测试装置的设计,此装置通过接触式滚珠测距仪(位移传感器)沿着横向(左右)纵向(前后)导轨的移动测量,可采集到放置于机柜的机架式服务器下沉量及上翘量等数据。本测试装置通过螺丝连接的方式固定于机柜U标立柱,位于机架式服务器下方一定距离处,接触式滚珠测距仪的横向纵向移动通过滑块与导轨之间的齿轮齿条结构配合实现。根据需求设置测距仪横向纵向移动的步数及距离,可测得不同精度的数据结果。

芯片偏置对散热器倾斜程度影响分析

采用有限元分析方法,仿真分析多种芯片偏心位置及散热器倾斜状况,比较散热器倾斜程度,优化芯片最佳的偏置位置,为芯片摆放提供最优建议。通过不同芯片位置对散热器倾斜程度影响的分析,得出以下结论:芯片向正上方偏移时,散热器的倾斜程度与芯片偏置距离呈线性关系。故芯片偏置距离越小,散热器的倾斜程度越小;向上偏置一定距离后,还需再向左或向右偏置的话,都会增加散热器的倾斜程度;芯片斜置时,平衡芯片几何中心至2个固定孔的距离,使芯片至2个固定孔距离差最小,可使散热器倾斜程度最小。

离心式空压机内固粒对叶轮磨损的数值模拟

通过对气固两相流场中固相颗粒运动轨迹的拉格朗日追踪,应用雷诺时均N-S方程、标准两方程模型(气相)、离散相流动模型(固相)和塑性材料冲蚀磨损模型,利用正交模拟试验手段和数值模拟方法,研究离心式空气压缩机全流道内气固两相湍流场的固相颗粒对叶轮叶片压力面的冲蚀磨损分布情况及磨损规律。研究结果表明:在离散相颗粒的3个几何参数中,固粒直径的改变对叶片磨损的影响最大,质量流量次之,固粒初速度的影响最小;叶轮中的冲蚀磨损最严重的部位是叶片压力面;固粒对叶片压力面的冲蚀磨损部位主要集中在叶片后缘根部,叶片中部也有一定程度的磨损。数值模拟的结果可解释相关的实际失效情况,研究成果可应用于抗冲蚀磨损叶轮的设计与修复。

金属材料FV520B冲蚀模型的建立与验证

为了用数学的方式描述金属材料的冲蚀率随靶材属性、颗粒属性、环境因素的变化规律,从颗粒冲击靶材的碰撞过程入手,通过求解颗粒运动方程和碰撞的能量方程,建立了基于微切削和变形磨损的塑性材料冲蚀模型。借助金属材料FV520B的正交冲蚀试验结果,利用回归分析法获得FV520B冲蚀率计算模型,并通过方差分析和单因素冲蚀试验对计算模型进行了验证。方差分析结果表明,该冲蚀率计算模型非常显著,由模型获得的冲蚀率计算值与单因素试验结果吻合程度较高,说明该模型在预测金属材料FV520B不同环境下的冲蚀磨损时具有较好的适应性和可靠性,研究结果对叶轮材料FV520B冲蚀磨损寿命的评估具有指导意义。

大尺寸PCB板单包跌落应变仿真与测试分析

本文基于Abaqus Dynamic Explicit求解器,采用仿真与测试方法,对大尺寸PCB板的五种包装方案进行跌落过程应变分析,并对比各方案优劣,评估不同支撑方案优化效果。总结出大尺寸PCB单独包装缓冲衬垫设计方法:一是采用双层箱设计;二是内箱衬垫要充分支撑PCB,不留有活动变形空间;三是外箱要增加衬垫缓冲厚度,不小于100mm缓冲。经过本研究优化后的包材,可对大尺寸PCB板进行充分保护,降低运输过程损坏风险,提升产品可靠性及竞争力。

煤液化多相流输送管道冲蚀磨损分布预测及分析

针对煤化工中多相流管道系统的冲蚀磨损问题,运用Fluent软件构建流体动力学模型,获得磨损速率与管道位置的关系,用来预测磨损减薄的主要区域。数值计算结果表明:随着管道直径的增加,其最大磨损速率降低;曲率半径为3倍公称直径时,弯头的磨损率较小且均匀;颗粒形状越接近于球形,磨损率越低;当磨损颗粒粒径小于200μm时,磨损率随着粒径的增大而增大,当粒径超过200μm,磨损率几乎不再变化。对原管道系统进行设计改造,提出了一种结构优化改进方案,计算模拟结果显示优化方案可使其磨损率减小为约原来的1/2。

通用服务器带包装跌落仿真分析

采用仿真分析软件,对通用服务器带包装模型进行网格划分、参数设定,并详细介绍跌落仿真分析过程中的建立与设定。利用Dynamic Explicit求解器进行跌落过程的求解运算,分析跌落过程中服务器主要结构部件的强度是否满足要求。通过跌落仿真分析可知,此款服务器带包装后面朝下跌落过程中,机箱钣金件及重要部位最大应力皆小于相应屈服应力,变形皆为可回弹形变,故通过此方向跌落仿真测试。

服务器受冲击过程竖插扩展卡应变仿真分析

服务器在运输过程中有受到较大冲击力的风险,故研发阶段对服务器进行一定程度的冲击测试。首先,分析服务器冲击测试过程中PCI扩展卡强度较差的应变试验数据,再借助仿真分析方法,对比分析多种扩展卡加强固定方案,比较单一方案及组合方案的效果差异,选择最优方案配置。通过仿真对比分析多种加强固定方案可知,采用组合方案最为稳妥。

基于ABAQUS的主板动态仿真与试验研究

首先,在主板不同区域截取试样,考虑动态非线性属性,对试样进行静态单轴拉伸、静态弯曲、动态单轴拉伸等试验,获取印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)材料的本构模型。其次,选取某服务器主板进行动态冲击试验,通过在特定区域粘贴应变片,提取不同测点的动态应变时程曲线。最后,基于获取的PCB材料本构模型,使用ABAQUS对该主板进行动态冲击仿真。仿测对标结果表明,主板模型仿真精度可达90%。通过仿测协同,有效验证了PCB材料本构模型的准确性,可为服务器主板以仿代测奠定基础。

高端服务器电源箱防下沉设计方案仿真验证分析

采用静态分析计算模块,利用仿真分析方法,对高端服务器电源箱多种防下沉设计方案进行验证对比分析。在电源箱满载情况下,对比4种结构加强设计方案,选出下沉量最小最优方案。进而在此方案基础上,对比2种配置摆放方案,给出配置摆放的最优建议。

圆柱壳开孔接管补强结构有限元分析

基于有限元法,运用ANSYS软件对圆柱壳体开孔接管补强结构进行分析,获得其应力分布规律。在应力分析的基础上,运用线性处理法对危险部位进行应力分类和强度评定,并确定了该圆柱壳的极限承载能力。沿着评定路径获得应力集中系数分布规律及其最大值,并与ASME锅炉及压力容器规范中的经验公式进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。

基于服务器运输可靠性均衡设计的仿测方法研究

本文基于服务器运输可靠性的相关项的可分配性及其实际意义,介绍服务器运输可靠性均衡设计的仿测方法,并通过经验公式,给出多场景下的均衡设计的加严或放松条件。从主板级运输可靠性、服务器系统级运输可靠性、包装防护可靠性三方面详细论述了分配理论、流程,提出运输可靠性分配理论公式,并以一款4U机架式服务器为例说明运输可靠性分配全过程。合理分配运输可靠性,有利于在满足交付质量的前提下,最大程度降低成本,提升产品竞争。

煤直接液化减压塔进料球阀失效分析及修复

介绍了煤直接液化工艺流程及其特点。根据减压塔进料球阀的工作参数和功能作用,比照其失效形貌,分析了该球阀发生磨损失效的原因,制定了相应的拆解和修复方案。对修复后的球阀进行检查和试验,以满足标准规范的要求。最后对该球阀的优化运行给出了建议。

煤化工阀门材料表面硬化工艺研究

主要介绍火焰重熔、激光熔覆、超声速火焰喷涂三种材料硬化工艺,结合煤化工阀门常用基材开展工艺试验,确定硬化工艺的适用性及硬化工艺特点。