台式机箱硬盘振动特性仿真分析

台式机箱的结构强度是电脑行业在可靠性设计中所关心的最基本的问题，通过CAE仿真对于机械式硬盘在工作过程中会产生周期性振动进行分析，为进一步优化结构设计提供了理论依据，为电脑行业在提高可靠性、降低产品的损坏率、压缩成本方面起到了显著的作用。

问题概述

机械式硬盘在工作过程中会产生周期性振动，在台式机箱设计中，我们力求通过结构的优化， 避免共振的发生，利用Abaqus/standard 对台式机箱的固有频率进行分析，提取其在120Hz 附近振型，并据此基础上进行改进，得出最佳设计方式。

计算结果

硬盘及固定方式示意图

由于机箱结构模型主要以薄板为主，所以存在大量局部模态，导致模态密集，且主要以板的变形为主。

机箱结构在120Hz 附近的模态振型

可以看出，整机的共振频率在119Hz，且振型在硬盘架附近。非常接近硬盘的工作频率，实验结果也显示，系统在正常工作时，振动和噪音问题超标，且主要原因是120Hz 引起的面板加速度过大。通过结构分析，振动及噪音问题可能是由制造及装配过程中，设计过盈配合未完全接触导致异响，因此，在不考虑工艺性的基础上，我们针对硬盘架结构，在如下位置增加焊点用以模拟完全的过盈配合，进行验证，设计方案共三种，如下图所示。

针对以上分析，分别改变分析模型，频率分析结果对比如下:

结论

原始设计中存在119Hz 固有频率，非常接近硬盘的固有频率，有可能发生共振，通过铆钉增加硬盘架刚度，可以限制一些振动的方向，并且使系统共振频率升高，从而避开危险频率。同时可以看出，制造公差对固有频率有很大影响。

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