资源描述：
《机载电子设备热力耦合仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·机械研究与应用·2016年第2期(第29卷,总第142期)研究与分析doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2016.02.011∗机载电子设备热力耦合仿真分析赵亮,郭建平,田沣(西安航空计算技术研究所,陕西西安710065)摘要:机载电子设备结构复杂,工作环境恶劣,电子设备的温度变化会产生热应变,由于部件材料的热膨胀系数不同及相互间的约束导致各部件热应力不匹配会造成器件的失效。研究电子设备热力耦合仿真分析方法,对提高电子设备可靠性具有重要意义。针对机载电子设备模块建立了热力耦合仿真模型,进行了热力耦合仿真分析,并通过实验测试进行了验证,为今后分析机
2、载电子设备的热失效机制、优化其结构、提高焊点等热敏部位的可靠性提供了有效的方法。关键词:机载电子设备;热力耦合;仿真分析;模型中图分类号:TM911.4文献标志码:A文章编号:1007-4414(2016)02-0031-02Thermo-mechanicalCouplingSimulationAnalysisofAirborneElectronicsEquipmentZHAOLiang,GUOJian-ping,TIANFeng(AeronauticalComputingTechniqueResearchInstitute,Xi′anShaanxi710065,Chin
3、a)Abstract:Thestructureofairborneelectronicsequipmentiscomplexandtheworkingenvironmentisharsh.Whenthetemper-atureofelectronicsequipmentchanged,thecomponentfailurewascausedbythermalstressduetodifferentthermalexpansioncoefficientofdifferentmaterial.Theresearchofthermo-mechanicalcouplingsimu
4、lationanalysismethodisimportanttoim-provereliabilityofelectronicsequipment.Thermo-mechanicalcouplingsimulationmodelaimingatelectronicsequipmentmoduleisestablishedinthispaper.Thermo-mechanicalcouplingsimulationanalysisisbuiltandthesimulationmethodisval-idatedbyexperimenttestwhichprovidesef
5、fectivemethodstoanalyzethermalfailuremechanismofelectronicsmodule,opti-mizeitsstructureandadvancereliabilityofthermalsensitivepositionsuchasspotweldinfuture.Keywords:airborneelectronicsequipment;thermo-mechanicalcoupling;simulationanalysis;model0引言能完全自由胀缩则会产生热应力。[3]由热膨胀理论可知,某一点温度为T,在无约机载电
6、子设备结构复杂,工作环境恶劣,当电子设备的温度变化时,由于部件材料的热膨胀系数各不束情况下,该处可产生正应变相同,同时存在相对约束将导致热应力的产生,当热aT=ε0x=ε0y=ε0xy应力大到一定程度时电子芯片封装管壳内部或者焊式中:a为热膨胀系数。由于物体存在约束,伴随热[1-2]球会出现裂纹进而使器件发生失效。因此研究变形将产生热应力σTx、σTy、σTxy。这些热应力又引起电子设备热力耦合仿真分析方法,对提高电子设备可该处发生弹性应变ε、ε、ε,则该点的总应变为:exeyexy靠性具有重要意义。电子器件管壳内部或者焊球表ε=ε+εxex0x面热应力难以测量,不能有效
7、的对热力耦合方法进行ε=ε+εyey0y验证,笔者以机载电子设备模块为模型,基于有限元ε=ε+εxyexy0xy热力耦合分析方法,运用ANSYS软件对电子设备模TT令[ε]=(εεε),[ε]=(εεε),[ε]xyxyeexeyexy0块热应力场进行了仿真分析,通过实验测试,验证了T=(εεε)=aT(111),则上式可变为[ε]=[ε]0x0y0xye机载电子设备热力耦合仿真方法,为机载电子设备热+[ε],由应力表达式σ=D[ε],可得热应力矩阵表0力耦合仿真分析提供有益的指导。达式:1热力耦合的有限元理论[σ]=[D][
