基于flotherm的电子电路热仿真分析与研究

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1、基于Flotherm的电子电路热仿真分析与研究摘要：在阐述电子设备热仿真分析重要性的同时，简单介绍了电子设备传热类型，并对热分析软件的基本理论进行解析。介绍了热分析软件Flotherm的功能特点及应用范围，并以教学机器人PCB控制板为研究对象，用Flotherm软件对其电子电路进行热仿真分析，详细讲述了计算模型的建立、边界条件设置、同格划分、结果分析及优化处理等操作。通过仿真分析数据与实验结果比较，发现热仿真分析存在一定误差，分析研究误差存在的主要因素，提出通过优化操作的方法减小误差，达到较高的热分析精度，满足使用需求。关键词：机器人；热仿真分析；Flotherm；误差分析中图分类

2、号：TN710734文献标识码：A文章编号:10047373X(2015)06?0016?04ThermalsimulationanalysisforElectroniccircuitonFlothermNIUDong?ke，JINXiao?yi,ZHANGXiang?wei，ZHOUQiang(CollegeofMechanicalEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China)Abstract：Whileexpoundingtheimportanceofthethermalsimul

3、ationanalysisfortheelectronicequipment,theheatconductiontypesoftheelectronicequipmentsareintroducedbrieflyandthebasictheoryofthermalanalysissoftwareisanalyzed.ThefunctionsandapplicationrangeofthermalanalysissoftwareFlothermareintroduced.TakingthePCBcontrolboardoftheteachingrobotasresearchobjec

4、ts,Flothermisusedtodothethermalsimulationanalysisforelectroniccircuit.Thespecificoperationsofcomputingmodelestablishment，boundaryconditionsetting,mashgeneration，resultanalysisandoptimizationprocessingareelaborated.Acertainerrorexistinginthethermalsimulationanalysiswasfoundbycontrastingtheexper

5、imentalresultswiththesimulationanalysisdata.Themajorfactorsthatcausetheerrorareanalyzed.Theoptimizationproceduresareproposedtoreducetheerror,reachthehighthermalanalysisaccuracyandmeettheapplicationrequirements.Keywords:robot；thermalsimulationanalysis；Flotherm；erroranalysis0引百随着电子技术的迅猛发展，电子设备朝着

6、使用环境多样化、设备小巧化等方向发展。针对上述发展趋势，电子设备结构设计将面临强度与振动、散热、电磁兼容三大问题。其中，散热不良导致的热失效是电子设备的主要失效形式，“热”问题已引起了人们的普遍关注，因此，能够解决电子设备过热问题的热分析、热设计及热测试技术得到了迅速发展［1］。在产品设计阶段对其进行热仿真，能够确定模型中的温度分布，找出模型中温度最高点，从而可以对模型进行修改或采用必要的散热措施，消除其热问题，使模型中最高温度控制在允许的温度范围内，达到设计指标，能够有效减少设计费用，缩短设计周期，提高产品一次成功率，也能够有效改善电子产品的性能，提高产品的可靠性，使产品更具有市

7、场竞争力。用于电子设备热仿真分析的方法主要有解析法和数值分析法。其中，解析法在求解一些简单的问题的时候很实用，其具有求解简单高效的特点；数值分析法主要以离散数学、数值计算为基础，以计算机为工具，能够对大量复杂的问题进行求解，其求解过程复杂但求解精度高。随着传热学及计算机技术的发展，数值分析法得到了很好的发展，其逐渐成为最常用的研究电子设备热仿真分析的方法［2］。电子设备热分析软件都采用数值分析法，数值分析法主要有限差分法、有限元法和有限体积法三种。1电子设备传热类型根