簡(jiǎn)介

下圖所示的電路板包括三個(gè)在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會(huì)保持通電，另外兩個(gè)芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時(shí)間以及有不同的持續(xù)時(shí)間。穩(wěn)態(tài)熱分析和瞬態(tài)熱分析用于研究由這些芯片產(chǎn)生的熱量引起的溫度變化。

操作步驟

1. 創(chuàng)建穩(wěn)態(tài)熱分析項(xiàng)目：Steady-State-Thermal；
   在穩(wěn)態(tài)分析項(xiàng)目之后，創(chuàng)建一個(gè)瞬態(tài)熱分析項(xiàng)目，并于穩(wěn)態(tài)熱分析項(xiàng)目連接；連接方式如圖所示：

   

2. 導(dǎo)入幾何模型：導(dǎo)入PCB板的幾何模型X_T格式；切換單位制為：Metric（m,kg,N,s,V,A）

   

3. 網(wǎng)格劃分：設(shè)置網(wǎng)格劃分方式為Multi Zone；

   設(shè)置Sizing：選擇初PCB板之外的其他15個(gè)元件，設(shè)置網(wǎng)格尺寸為：0.0009m；

   設(shè)置Sizing：選擇PCB板，設(shè)置單元尺寸大小為：0.002m；如圖所示：

   

4. 設(shè)置邊界條件：

   設(shè)置發(fā)熱芯片的發(fā)熱量：Internal heat generation 大小為：5e7W/m3；芯片位置如圖所示：

   

   設(shè)置熱傳導(dǎo)Convection：選擇所有的幾何模型；在Film Coefficient欄右鍵，選擇Import Temperature Dependent，如圖所示：

選擇Stagnant Air-Simplified Case；如圖所示：

5.求解&查看結(jié)果：查看穩(wěn)態(tài)分析結(jié)果的PCB板及元件溫度場(chǎng)如圖所示：

現(xiàn)在已完成穩(wěn)態(tài)熱分析，這是總體目標(biāo)的第一部分；對(duì)于本案例，將在其余步驟中執(zhí)行瞬態(tài)熱分析。

準(zhǔn)備瞬態(tài)熱分析時(shí)需要注意的事項(xiàng)：

? 如果突出顯示瞬態(tài)熱對(duì)象下的初始溫度對(duì)象，會(huì)注意到在詳細(xì)信息視圖中，只讀顯示初始溫度和初始溫度環(huán)境。一般來(lái)說(shuō)，初始溫度可以是：– 統(tǒng)一溫度：可以在其中指定結(jié)構(gòu)中所有物體的溫度=0，或 – 非均勻溫度：（如本例所示）在其中導(dǎo)入溫度規(guī)范 在時(shí)間=0 時(shí)，來(lái)自穩(wěn)態(tài)分析。 

? 初始溫度環(huán)境來(lái)自您剛剛執(zhí)行的穩(wěn)態(tài)熱分析。默認(rèn)情況下，穩(wěn)態(tài)分析的最后一組結(jié)果將用作初始 健康）狀況。如果有多個(gè)結(jié)果集可用，可以指定不同的集（不同的時(shí)間點(diǎn)）

6.設(shè)置瞬態(tài)分析的時(shí)間：

總的瞬態(tài)仿真時(shí)間：200s；設(shè)置時(shí)間子步如圖所示：

7.設(shè)置邊界條件：

設(shè)置其中一個(gè)芯片的發(fā)熱量（Internal Heat generation=5e7W/m3），其作用時(shí)間為20-40s；具體設(shè)置參數(shù)如下所示：

設(shè)置另外一個(gè)芯片開(kāi)關(guān)作用的時(shí)間及發(fā)熱量：（Internal Heat Generation=1e8W/m3）；設(shè)置具體參數(shù)如下圖所示：

8.求解及結(jié)果查看：

瞬態(tài)仿真得到的溫度場(chǎng)云圖，如圖所示：

瞬態(tài)溫度仿真溫度與時(shí)間數(shù)據(jù)，如圖所示：

設(shè)置Temperature Probe，選擇穩(wěn)態(tài)分析中產(chǎn)生發(fā)熱的芯片：

得到其溫度與時(shí)間的關(guān)系曲線：

同理，采用Temperature Probe可以分別得到瞬態(tài)仿真時(shí)設(shè)置的另外兩個(gè)發(fā)熱芯片的時(shí)間溫度曲線：

選擇三個(gè)Temperature Probe，點(diǎn)擊Model菜單欄上的Chart，生成3個(gè)芯片溫度&時(shí)間曲線的合成曲線圖：

本案例使用的PCB板幾何模型（X_T格式）下載地址：