(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210899315.9 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 四川九洲电器集团有限责任公司 地址 621000 四川省绵阳市科创园区九华 路6号 (72)发明人 高晓龙　陈飞　张天恩　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 舒盛 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方 法 (57)摘要 本发明提供一种基于拓扑优化的密封盖板 安装设计方法， 属于电子设备密封技术领域， 将 信息化设计技术应用于密封盖板的设计方案中； 包括： 获取密封盖板安装的结构 优化设计数学模 型， 通过有限元分析技术得到结构 优化设计数学 模型的约束变量， 根据约束变量确定结构优化设 计数学模型的约束函数， 确定设计变量和目标函 数， 将设计变量和目标函数应用于结构优化设计 数学模型， 即得到密封盖板安装设计优化模型， 通过密封盖板安装设计优化模型的分析计算， 得 出安装螺钉孔数量和螺钉位置； 本发 明基于有限 元分析技术和拓扑优化技术， 考虑了密封盖板变 形的影响， 实现了快速优化迭代并设计出密封盖 板安装螺 钉孔的数量和间距的过程。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115422667 A 2022.12.02 CN 115422667 A 1.一种基于 拓扑优化的密封 盖板安装设计方法， 其特 征在于， 包括： 获取密封 盖板安装的结构优化设计数 学模型； 通过有限元分析技 术得到结构优化设计数 学模型的约束变量； 根据约束变量确定结构优化设计数 学模型的约束函数； 确定设计变量和目标函数， 将设计变量和目标函数应用于结构优化设计数学模型， 即 得到密封 盖板安装设计优化模型； 通过密封 盖板安装设计优化模型的分析计算， 得 出安装螺钉孔数量和螺钉位置 。 2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于， 所 述通过有限元分析技 术得到结构优化设计数 学模型的约束变量， 包括如下步骤： S1、 计算密封 盖板的最大变形程度， 得到计算变形量 L； S2、 建立电子设备腔体、 密封条和密封 盖板的三维简化模型； S3、 根据三维简化模型， 建立有限元分析模型； S4、 使用有限元分析模型分析计算密封 盖板的变形， 得到分析变形量S； S5、 将计算变形量 L和分析变形量S作为结构优化设计数 学模型的约束变量。 3.根据权利要求2所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 步 骤S1中， 确定密封条的压缩类型和 压缩比例后， 通过式L＝D ×ε得到计算变形量L， 式中D为 密封条沿可压缩方向的初始 尺寸， ε为密封条的压缩比例。 4.根据权利要求2所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 所 述步骤S2中， 通过CAD软件实现建立电子 设备腔体、 密封条和密封盖板的三 维简化模型的过 程； 所述步骤S3中， 将CAD软件中的三维简化模型导入有限元分析软件， 建立获得有限元分 析模型。 5.根据权利要求2至4任一项所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特 征在于： 所述密封条为橡胶 密封条。 6.根据权利要求2所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于， 根 据约束变量， 得到结构优化设计数学模型中约束函数的约束条件为： 分析变形量S<计算变 形量L。 7.根据权利要求1所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 所 述设计变量包括 安装螺钉孔数量X和螺钉位置 。 8.根据权利要求7所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 所 述目标函数包括螺钉孔 最小数量 N。 9.根据权利要求8所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 所 述设计变量具有多组， 在密封盖板安装设计优化模型 的分析计算中， 检查每一组设计变量 是否满足约束函数 的约束条件， 若满足则记录该组设计变量对应的安装螺钉孔数量X和螺 钉位置， 形成多组设计方案； 多组设计方案中， 安装螺钉孔数量X满足目标函数限定的螺钉 孔最小数量 N的设计方案为 最优设计方案 。 10.根据权利要求9所述的一种基于拓扑优化的密封盖板安装设计方法， 其特征在于： 若设计变量不满足约束函数的约束条件， 则更新安装螺钉孔数量X和螺钉位置， 成为另一组 设计变量， 再次进行分析计算并检查是否满足约束条件。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115422667 A 2一种基于拓扑优化的密封盖板安装 设计方法 技术领域 [0001]本发明属于电子设备密封技术领域， 应用于密封盖板 的设计过程， 具体为一种基 于拓扑优化的密封 盖板安装设计方法。 背景技术 [0002]一些电子设备会在恶 劣的环境下工作， 此时， 电磁干扰、 水、 潮气、 盐雾和霉菌等污 染物进入电子 设备内部后， 就会导致电子 设备工作 异常， 因此电子 设备需要采用密封 设计； 如今行业内主要采用密封垫圈和密封条等垫片的形式来 实现密封设计， 导电橡胶为密封电 子设备常用的一种垫片， 同时满足设备的密封性和电磁屏蔽性。 [0003]在密封设计过程中， 如何设计密封垫圈和相应紧固件的安装数量及布局方式， 是 电子设备密封 设计中需面对的主要问题， 目前， 橡胶密封条在安装后， 密封盖板一般通过螺 钉与腔体紧固连接， 螺钉的设计数量和布局即为主要设计对象； 现有技术中， 该设计主要依 靠经验或理论计算， 如基于受力分析来确定数量， 采用对称布局方式确定安装位置， 未能依 据现在信息化技术的发展进行更精准有效的分析设计； 同时， 目前的设计过程中， 未考虑到 密封盖板变形导致密封失效的可能性能， 即未分析例如沟槽和盖板的变形， 以及螺钉等紧 固件对整个密封过程的影响。 发明内容 [0004]为了至少解决背景技术中提到的全部或部分问题， 本发明为电子设备的密封设计 过程提供了信息化的分析设计方法， 基于有限元分析技术和拓扑优化技术来进行设计， 针 对有密封需求的盖板紧固设计问题， 实现了快速优化迭代并设计出密封盖板安装螺钉孔的 数量和间距的过程。 [0005]本发明采用了以下技 术方案来实现目的： [0006]一种基于 拓扑优化的密封 盖板安装设计方法， 包括： [0007]获取密封 盖板安装的结构优化设计数 学模型； [0008]通过有限元分析技 术得到结构优化设计数 学模型的约束变量； [0009]根据约束变量确定结构优化设计数 学模型的约束函数； [0010]确定设计变量和 目标函数， 将设计变量和目标函数应用于结构优化设计数学模 型， 即得到密封 盖板安装设计优化模型； [0011]通过密封 盖板安装设计优化模型的分析计算， 得 出安装螺钉孔数量和螺钉位置 。 [0012]通常结构优化设计数学模型都具有三要素， 即设计变量、 约束函数和目标函数， 本 发明最终得到的密封盖板安装设计优化模型基于此前提， 具体形式可精细化以获得更准确 的计算效果， 也可简洁化满足前置设计方案的基本需求， 根据不同的设计指标精度要求进 行灵活配置 。 [0013]进一步的， 所述通过有限元分析技术得到结构优化设计数学模型的约束变量， 包 括如下步骤：说　明　书 1/5 页 3 CN 115422667 A 3