整機熱設計的案例
變流器整機熱設計仿真案例
2.3.3.優化設計
優化分析：
如上圖改進后，并網柜采用密閉結構，熱流從柜體底部流向柜體頂端，在經上端的水風換熱器底部吸入熱空氣，經熱流循環后頂端冷風吹出，冷風遇到上端隔板反彈向下，流向底部，形成了上下循環的熱流系統，是柜體溫度分布均勻和溫度保持最低；在網側功率柜和機側功率柜的隔板上端加裝風扇，在中部開孔，熱流如圖；可以看到兩個功率柜的熱流互相循環，形成了循環通道。
2.3.4結論
通過熱設計軟件CFD可以更好的、更直觀的看到熱設計對結構設計輔助作用不可估量。作為總體方案設計,配合結構設計工程師或電氣設計工程師，CFD軟件無疑是我們很好的選擇，它可以幫組我們更直觀的了解熱流走向，是結構布局更合理可靠，大大降低產品的研發周期，提高設計水準，保障設備的長期穩定運行。
展開 汽車電子熱設計仿真技術專題分享會圓滿落幕！
仿真評估重點在于大功耗器件的散熱特性測試或仿真；依據功耗元器件總體結構合理布置方案；整機熱設計方案的仿真評估。俞老師同樣展示了封閉空間風冷逆變器熱設計、控制器熱設計、車載水冷OBC、多板卡集中布置機箱的風道評估等客戶案例。
本次分享會在參會來賓和分享專家的熱情交流中圓滿結束，更多精彩活動正在籌備中，歡迎關注我們官網、官微的信息發布。
上海安世亞太期待與您的下一次相聚！
END
【設計思路】你知道電子產品整機結構設計嗎?它有什么要點?
在劃分分機(或單元)時，電路設計人員和結構設計人員應密切配合，并取得一致意見，獲得最佳方案。在這一過程中，應結合模塊化設計方法，盡量利用現有的成熟單元模塊。
(2)總體布局
在劃分分機(或單元)的基礎上進行總體布局。總體布局時，一般應注意以下要求：
① 質量較大的分機(或單元)應放在產品(設備)的最下部，力求降低產品(設備)重心。發熱量較大的分機(或單元)應放在產品(設備)的最上部或便于散熱的部位，并遠離對熱敏感的元器件，分機(或單元)內的元器件的布局應有利于散熱。
② 分機(或單元)的布局有利于各部分之間的電連接和布線，特別應避免電連接和布線而引起耦合和反饋，從而形成干擾。
③ 分機(或單元)的布局應有利于產品(設備)安裝、調試和維修，有利于操縱運用，并滿足安裝空間要求及使用人員的工作習慣。
(3)整機各部分主要尺寸確定
在總體布局方案大致確定后，即可確定整機各部分主要尺寸，即確定各分機(或單元)的輪廓尺寸和整機總體尺寸。在確定這些尺寸時，一般要求盡可能做到通用化、系列化，并盡可能選用統一尺寸的插箱或模塊單元。
(4)整機防護措施的選擇和設計
在整機總體尺寸和各分機(或單元)主要尺寸確定后，總體設計師就可以進行整機防護措施的選擇和設計了。整機防護設計包括整機散熱設計、隔振緩沖設計、電磁兼容設計和“三防”設計等。具體設計要求如下：
① 整機散熱設計：在進行具體的設計前，應首先根據產品的功率、組裝密度、工作環境溫度和產品所允許的溫升(或最高工作溫度)等選擇適合的散熱形式。在保證產品正常升溫的條件下，散熱系統要求簡單可靠，系統本身所消耗的功率要小，工作時不會或很少給產品帶來附加的振動和噪聲等。
② 隔振緩沖設計：主要是根據機械環境條件確定相應的隔振緩沖措施并布置減振器。
展開 航空發動機整機流固熱耦合仿真
隨著計算流體力學的發展以及計算性能的提升，對航空發動機整機仿真成為了可能，本教程對KJ66航空發動機進行整機仿真，整機仿真結合氣動、傳熱、燃燒、多相流、固體應力，將航空發動機從冷態計算至熱態，即仿真始于冷態，終于熱態。
KJ66航空發動機幾何模型如圖，對航空發動機氣熱彈耦合仿真，計算采用穩態，氣動的計算采用求解粘性N-S方程的方法，燃油的噴射計算采用拉格朗日多相流，燃燒的計算采用有限速率的渦耗散模型，流體與結構的相互作用(FSI)采用雙向耦合的方式。
流體結構相互作用 (FSI)是指一種耦合的表面問題，其中流體模型的狀態取決于結構模型的狀態，反之亦然。這種相互關系可以是對稱或非對稱的。非對稱問題通常指單向耦合問題，表示其中一個模型是獨立的，另一個模型則具有關聯性。
流體結構相互作用(FSI)耦合交界面處的對應流體和固體移動時運動學特性（位置、速度和加速度）相同，受到的力也相同。
從流體傳遞到固體的信息是流體拉力，它由流體壓力和壁面剪切應力組成的。此傳遞發生在耦合壁面邊界流體-結構交界面）上。
從固體傳遞到流體的信息是固體的變形，尤其是流體-結構交界面的變形。
一般情況下，FSI模擬在運動學和力方面保持一致，稱為雙向耦合，在STAR-CCM+中，雙向耦合FSI問題是指從流體到固體和從固體到流體的交換的綜合采用并行求解方法。
進行航空發動機整機氣熱彈耦合仿真的STAR-CCM+版本為STAR-CCM+ 2206.
將航空發動機整機從冷態模型計算至熱態模型后發動機伸長約1mm。
詳細計算結果如下：
速度
溫度
溫度
位移
固體應力
文章來源：STAR CCM仿真學堂
展開 
整機丨621所：航空發動機用鎳基鑄造高溫合金及熱處理工藝研究
研究了熱處理工藝參數實際應用方面的具體影響，并根據熱加工實驗數據確立了析出溫度，相對于高溫合金性能之間的對應關系，并通過實驗過程中大量數據和實驗結果，分析論證構建了熱處理模擬數據庫。
近年來，有研究人員開展了高溫合金大型艦船用發動機部件熱處理工藝技術研究，把有限元數值模擬方法和熱處理技術進行了深入融合，對實際制造的工藝技術參數控制、鑄件品質管理等方面都具有重要價值。同時，也節約了工藝人員在數據處理、方案設計上需要的時間[8]，促進鎳基合金熱處理技術向智能化、高效化發展。
隨著協同制造理念的發展，熱處理工藝的研究人員也逐漸和鎳基鑄造高溫合金研發人員開展合作，將熱處理工藝和合金成分設計結合起來，在鎳基高溫合金研發的初期就開始考慮合金最佳的熱處理工藝，使鎳基鑄造高溫合金達到最好的使用性能。
5 結語
綜上所述，本文主要針對鎳基鑄造高溫合金發展史及熱處理工藝的現狀行了探討，對現階段中國鎳基鑄造高溫合金熱處理技術的發展情況以及發展歷史作出了詳細的介紹，對發展現狀以及具體的研究方向進行了闡述。隨著近年來我國工業生產水平的不斷提升，相關行業對合金材料性能需求也在大幅提升，作為能夠有效改善鎳基鑄造高溫合金特性的金屬熱處理工藝，其優勢明顯且無法被其他工藝替代，需要在熱處理工藝前沿技術方面開展進一步的探索。
文章來源航空發動機
展開 電子產品整機結構設計的一般性思路
一、電子產品整機結構設計簡介
電子產品的設計通常包括電路設計和結構設計。
電路設計就是根據產品的功能要求和技術條件，確定總體方案并設計原理框圖，并在此基礎上進行必要的計算和試驗，最終確定詳細電路設計圖紙并選定元器件及其參數。
圖： 整機結構設計流程
視頻來源：站酷Kujiral
參數化高精度的整機模型對風機設計的意義
依靠全耦合一體化的高精度整機模型，風機廠商可以得到精確的動態載荷和結構響應，從而優化風機結構和控制系統設計。而對于認證機構而言，利用更加精確的動態載荷和結構響應分析可以對現有的認證規范進行更好的評估和改善，從而設定更加合理的安全系數，從而使整個風機行業都為之受益。
風機作為承受瞬態空氣動力學激勵的大型柔性機電系統，存在高度動態效應，要掌握風機真實的動態行為，就必須充分考慮氣動彈性、機械系統及控制系統的各種耦合效應。S4WT創新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統和基于動量一葉素理論來表征空氣動力學、并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機電系統之間）相互作用的高精度整機模型，從而準確模擬風機動態行為，提高風機設計可靠性。
圖2 全耦合一體化方法構建參數化高精度整機模型
一、參數化建模。高精度整機模型的參數化建模方式，可以幫助設計者可以非常方便地對不同設計方案進行對比驗證，或基于原有設計進行風機改型設計，而無需進行繁雜的模型重構，從而可以大幅縮短產品開發周期，并降低開發成本。此外通過模型參數化和報告模板定制，還可以大大減少認證機構的手工勞動并提升效率。
為快速模擬不同結構的風機或使風機的高精度整機模型能應用于結構優化的循環過程，S4WT中提供標準參數化模型庫供用戶選擇，用戶只需直接調用并依據實際情況調整參數，再結合特殊的用戶自定義部件，即可輕松實現參數化高精度整機建模。另外，用戶還可根據企業實際機型訂制開發參數化高精度模型，從而更加方便進行優化設計及風機改型的需要，只需一次投入，即可長期受益。
如下圖采用參數化建模方法，在S4WT中用戶可以輕松實現不同傳動系統設計方案的轉換、對比分析及優化設計。
展開 Abaqus在一體機整機前期設計中的應用
在一體機的設計階段采用 CAE 技術對一體機在運輸及使用過程中發生的沖擊情況進行仿真，可以使設計人員方便的觀測到設計對產品性能的影響。在設計階段就可以預知設計缺陷，并進行改進，加快了研發進度。
通過對一體機做仿真分析和實際實驗的對比，我們得到了沖擊過程中的細節信息，驗證了 Abaqus/Explicit 對一體機進行沖擊分析的可行性。也為我們驗證結構設計可行性提供了一定的依據。
基于samcef的一種機床整機剛度的優化設計方法
發明公開了一種機床整機靜剛度的優化設計方法，包括以下步驟：應用pro/E軟件建立機床整機簡化模型；將機床簡化模型導入samcef軟件中，建立整機有限元模型；對整機大件結構剛度特性進行參數化，確定設計參數和設計空間；應用中心復合試驗設計方法選取有限元分析的試驗樣本點；對試驗樣本點進行有限元分析，得到樣本點的整機靜剛度響應值；簡歷大件結構剛度特性參數與機床整機靜剛度的響應面模型；分析各大件結構剛度對機床整機靜剛度的靈敏度，確定靜剛度薄弱環節，進行優化設計。該發明通過有效地確定機床整體各結構對機床整機靜剛度的靈敏度及發現制約機床靜剛度提高的薄弱環節，為機床結構優化設計提供重要的依據以及指導設計人員對機床薄弱大件結構的優化設計。
具體步驟詳細見附件。
一種機床整機靜剛度的優化設計方法.pdf
展開 電子設備熱設計(Thermal Design of Electronic Equipment)-7 熱設計與流體動力學
幾十年來，研究人員一直在考慮通過高速空氣噴射來冷卻熱電子設備的潛力。然而，噴射冷卻系統今天并沒有被廣泛使用。阻礙使用這些系統的兩個最大障礙是它們的復雜性和重量。空氣噴射系統必須由金屬制成，以便能夠處理空氣噴射相關的壓力。空氣處理系統可能很復雜，有許多離散的部件來管理氣流并將空氣引導到需要冷卻的熱點。
University of Illinois 研究人員已經證明了一種新型的空氣噴射冷卻器，它克服了以前噴射冷卻系統的障礙。利用增材制造，研究人員在單個部件中創建了一個空氣噴射冷卻系統，該系統可以將高速空氣引導到多個電子熱點上。研究人員用堅固的聚合物材料制造了冷卻系統，這種材料可以承受高速空氣噴射帶來的惡劣條件。
目前，大多數電動汽車都使用水平冷卻技術，但隨著功率密度的增加，這些冷卻方法將變得不足。由于熱性能的改善，液體射流沖擊是一種有吸引力的冷卻技術，已經進行了數值測試和實驗實現。盡管目前尚未在工業上實施，但研究表明，作為一種熱管理技術，它取得了非常有希望的結果。
下圖所示的是汽車電子設備使用射流沖擊部件和系統概述：（a） 噴射孔（b） 射流沖擊歧管（c） 增強型表面（d） 安裝在動力模塊上的射流沖擊歧管，（e） 射流沖擊功率模塊冷卻的真實實例（f） 車輛冷卻回路
射流沖擊設計、制造方法、功率模塊中的材料和有效冷卻表面積都對冷卻功率電子器件時的傳熱系數有影響。然而，射流沖擊已被證明可以將模具的最高溫度和模具之間的溫差保持在臨界值以下。在電力電子模塊的傳統射流沖擊設計之上，先進的射流沖擊技術可以應用于更高的傳熱率，包括噴射射流和合成射流。
電力電子設備的有效熱管理對于可靠性和提高功率密度至關重要。在隨著下一代電力電子設備實現寬帶隙器件，增加的熱通量將需要更先進的冷卻策略。
展開 UG模具設計：熱流道熱嘴套設計方法及注意事項
熱流道進膠的模具相信大家都不陌生，特別是一些汽車模具非常常見，有一些用到熱流道進膠的模具要求熱嘴必須設計熱嘴套，且熱嘴套必須設計運水便于冷卻、恒溫，那么熱嘴套該怎么設計，需要注意什么事項呢？下面我來給大家分享如何設計熱嘴套，希望對大家有用。
1.熱嘴套通常都是做圓的，能加工到位的地方用車床加工，與模仁的配合公差為H7/m6,壁厚要做到7-10mm,掛臺深度可以做到5-8mm，如下圖所示:
2.熱嘴套必須設計運水，保持恒溫，下圖為幾種熱嘴套運水的設計方案。
3.由于熱嘴套設計了運水，所以熱嘴套必須做定位防止轉動，將掛臺出切一個平位做管位，如圖所示：
4.由于熱嘴套設計了運水，所以熱嘴套必須設計密封圈，防止漏水，密封圈可以設計在熱嘴套上，也可以設計在前模仁上，如圖所示：
（文章轉載于網絡，僅供學習分享，如侵權，請聯系刪除）
現在很多學習UG編程 UG模具設計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料
第一本書看什么比較好，根據你們的需求，我將一些資料進行了分類管理，希望你們能前途無量。
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熱設計，熱測試，熱仿真聽說讀寫
隨著電子、電氣產品的小型化、智能化、多樣化發展，產品的功率密度越來越高，產品的設計周期越來越短，給產品的散熱設計帶來了嚴峻的挑戰。當前，越來越多的企業選擇借助仿真和試驗相結合的手段來加快產品的開發，旨在于減少試驗驗證次數，縮短開發周期，降低產品設計風險。另外由于半導體設備的功耗、散熱參數與材料成分、制造工藝相關，且與環境溫度及溫升相關，需要借助熱測試設備重新標定元件的散熱特性。
目前電子、電氣行業的熱設計工作大都是由結構設計工程師在兼顧，相對缺乏熱設計理論、專業CFD散熱分析技術和熱測試經驗。安世亞太多年從事熱設計工程咨詢服務，積累了豐富的實踐經驗，時至今日已具備熱設計完整解決方案及落地能力。在逐步積淀的過程中，梳理出相對清晰的理論體系，在這里與感興趣的業內伙伴分享。
熱設計技術
電子設備的熱設計是根據電子元器件的功耗、溫度特性和應用場景，利用熱傳遞技術和相應的結構設備，使元器件的工作溫度不超過其正常工作溫度的要求范圍，同時滿足散熱路徑上部件的可靠性要求。通常熱設計需要借助熱測試技術獲得關鍵傳熱性能參數，仿真技術能夠對熱設計進行評估與優化。
熱測試技術
熱測試是一門測試技術，借助專業測試設備與測試方法獲得產品一維散熱路徑上各處的熱阻特性，為散熱設計評估、仿真分析提供可靠的數據。
在電子產品散熱設計中，熱測試的目的主要是為測試產品實際散熱表現是否能達到預期要求，檢驗產品散熱方案的合理性、評估產品工藝的可靠性。另外熱測試技術還可進行優化潛力與降成本方面的評估，測試產品在不同方案以及在不同環境下的實際表現, 結合其理論設計、仿真分析進行回歸，指導后續的散熱設計。
展開 可靠性電子產品熱設計知識 附電子設備可靠性熱設計指南徐維新下載
液冷式冷板散熱是一種常用的散熱方式，其熱流密度大（可達 45×103W／m2）、散熱效率高、熱負載均勻、溫度梯度小、結構緊湊。與同體積的其他換熱器相比，質量輕、換熱面積大，適用于大功率元器件的散熱，被廣泛用在機載電子產品中。
在設計冷板時，要考慮泵的壓力、冷卻液的流量、冷卻液的溫升、冷板表面溫度冷卻劑的二次冷卻等諸多因素，以合理地制定結構方案。
三、電子產品熱設計的基本問題及要求
對電子產品進行熱設計，需要事先明確幾個問題。
（1）電子產品（包括發熱元器件）的熱特性
熱設計的基本依據是元器件的熱特性（也叫熱的邊界條件），包括元器件（或產品）的發熱功率、發熱元器件（或產品）的散熱面積，發熱元器件或熱敏元器件（或產品）的最高允許工作溫度及溫度環境等。這些數據參數一般由元器件數據手冊（制造廠家提供）給出，設計師借此確定散熱方案及冷卻介質流量。當這種數據資料不足時，原則上不能準確地進行熱設計，需要設計者通過測量和試驗確定各個參數，以保證設計的準確性。
（2）元器件（或產品）的環境溫度
熱傳導的原則是：熱量總是從高溫物體傳給低溫物體，熱傳遞的速度與溫差、傳輸方式（或介質）有關。相同的傳輸方式下，溫差越大熱量傳遞越快。可見，電子產品（包括發熱元器件）的最終溫度除了與元器件的熱特性有關外，還與所處的環境溫度密切相關。因此，進行熱設計前必須準確了解電子產品（或元器件）所處工作環境的溫度。
實際工作中，通常根據元器件（或產品）的工作環境溫度及元器件（或產品）的最高允許溫度確定散熱系統中冷卻劑的進出口溫度（溫差值），并將此作為熱設計初步估算時的參考數據。
展開 熱設計，熱測試，熱仿真聽說讀寫-淺談篇
本文原創首發于訂閱號：上海安世亞太
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隨著電子、電氣產品的小型化、智能化、多樣化發展，產品的功率密度越來越高，產品的設計周期越來越短，給產品的散熱設計帶來了嚴峻的挑戰。當前，越來越多的企業選擇借助仿真和試驗相結合的手段來加快產品的開發，旨在于減少試驗驗證次數，縮短開發周期，降低產品設計風險。另外由于半導體設備的功耗、散熱參數與材料成分、制造工藝相關，且與環境溫度及溫升相關，需要借助熱測試設備重新標定元件的散熱特性。
目前電子、電氣行業的熱設計工作大都是由結構設計工程師在兼顧，相對缺乏熱設計理論、專業CFD散熱分析技術和熱測試經驗。安世亞太多年從事熱設計工程咨詢服務，積累了豐富的實踐經驗，時至今日已具備熱設計完整解決方案及落地能力。在逐步積淀的過程中，安世亞太也梳理出相對清晰的理論體系，在這里與感興趣的業內伙伴分享。
熱設計技術
電子設備的熱設計是根據電子元器件的功耗、溫度特性和應用場景，利用熱傳遞技術和相應的結構設備，使元器件的工作溫度不超過其正常工作溫度的要求范圍，同時滿足散熱路徑上部件的可靠性要求。通常熱設計需要借助熱測試技術獲得關鍵傳熱性能參數，仿真技術能夠對熱設計進行評估與優化。
熱測試技術
熱測試是一門測試技術，借助專業測試設備與測試方法獲得產品一維散熱路徑上各處的熱阻特性，為散熱設計評估、仿真分析提供可靠的數據。
在電子產品散熱設計中，熱測試的目的主要是為測試產品實際散熱表現是否能達到預期要求，檢驗產品散熱方案的合理性、評估產品工藝的可靠性。
展開 結構優化設計分析系列（二）：熱固耦合優化設計 ￥9
輸入參數：對流系數、熱膨脹系數、長度；
響應參數：溫度（端面范圍）、熱應變
參數
類型
限制
期望值
重要性
長度（l）
輸入
15m~20m
無
低
對流系數（h）
輸入
0.004 W/m2°C~0.006 W/m2°C
無
低
溫度膨脹系數（α）
輸入
1.4e-5/°C~1.6e-5/°C
無
低
溫度（T）
輸出
n/a
最小
高
熱應變（ε）
輸出
n/a
最小
高
1.4 理論分析
根據上述條件，溫度為：
熱應變為：
組合目標函數為：
得到的尺寸最小值為：
l = beam length = 25 m
h = convection coefficient = 0.006 W/m2°C
α = coefficient of thermal expansion = 1.4e-5/°C
代入得到各響應參數最小值為：
Temperature (T) =29.812°C
Thermal strain (ε) =3.448E-04 m/m
1.5 ANSYS分析
在ansys workbench中新建優化設計分析如下圖示：
在Engineering
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