abaqus電路板案例
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus電路板案例的視頻教程
Abaqus DEM專題-沙漏+高爾頓板+噴丸處理（2萬+顆粒噴丸強化案例）
本課程是USim專題視頻課程系列之DEM專題，詳細地講解2種常用的DEM顆粒建模方法： 一、Python腳本 二、*particle generator（粒子生成器） 通過三個案例（沙漏+高爾頓板+噴丸強化）step by step講解、演示，對這兩種方法的詳細操作步驟進行教學。
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ABAQUS案例-復合材料層合板鉆孔切削及收斂性檢查
為了模擬復合材料的鉆孔或切削過程，本課程介紹了在ABAQUS中如何模擬復合材料層合板的鉆孔切削過程。同時由于鉆頭形狀太過復雜，導致切削鉆孔行為較為復雜，本課程介紹了如何在前處理過程中設置若干參數或技巧來避免計算的發散。
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ABAQUS-Hypermesh聯合仿真入門第一期:帶孔板拉伸案例
因此，我們今天給大家帶來ABAQUS-Hypermesh聯合仿真入門課 直播大綱： ABAQUS-Hypermesh聯合仿真及帶孔板拉伸入門案例 1、ABAQUS-Hypermesh聯合仿真的意義 2、Hypermesh軟件使用要點 3、hm幾何導入 4、hm網格劃分及網格類型設置 5、hm材料模型及截面屬性設置 6、hm分析步輸出設置 7、hm邊界條件設置
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abaqus電路板案例的實例教程
焊點的失效一方面來源于生產裝配中的焊接故障,如釬料橋連、虛焊、曼哈頓現象等;另一方面是在服役條件下,當環境溫度變化時,由于元器件與基板材料存在的熱膨脹系數差,在焊點內產生熱應力,應力的周期性變化會造成焊點的疲勞損傷,同時相對于服役環境的溫度,SnPb釬料的熔點較低,隨著時間的延續,產生明顯的粘性行為,導致焊點的變損傷。在確定焊接工藝、設備的前提下,焊點可靠性問題主要是焊點在服役條件下的變疲勞問題。
案例描述
在電子產品的振動與可靠性設計中，PCB 的模態分析至關重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預測其在動態載荷下是否會發生共振，導致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區域，并為優化布局、增加剛度或規避外部激勵頻率提供定量的工程依據。
分析目標
本案例旨在通過規范的有限元分析流程，對一塊航空電子設備電路盒進行模態仿真，達成以下具體工程目標：
獲取動態特性參數：精確提取該 PCB 在既定約束條件下的前6階固有頻率（Natural Frequencies）及其對應的振型（Mode Shapes）。
識別共振風險：通過模態結果，明確 PCB 的敏感頻率區間，為評估其與外部環境振動（如風扇、發動機激勵）發生共振的可能性提供直接依據。
定位機械薄弱點：可視化分析各階振型，識別在振動中位移最大或應變能集中的區域（通常為大型器件、板邊或懸空部位），這些位置是潛在的焊點疲勞與元件損壞風險點。
建立優化基準：為后續的設計改進（如增加支撐、改變固定點、調整布局）提供可量化的對比基準，目標是提升 PCB 的首階固有頻率，避開關鍵激勵頻帶。
分析步驟
1.打開 Ansys Workbench, 創建一個 "模態分析"系統
2.定義材料屬性，包括碳化硅、PVC 等
3.導入航空電子設備電路盒的幾何圖形，如下圖所示
帶有航空電子設備外殼的電子電路板
4.將材料分配到幾何體上（默認材質為結構鋼）。
展開 該示例問題演示了如何使用獨立于網格的增強單元來執行印刷電路板（PCB）的熱結構分析。
重點介紹了以下特性和功能：
• 使用離散和涂抹的加固單元進行建模。
• 熱分析后進行下游結構分析。
介紹
印刷電路板（PCB）在電子設備和其他相關應用中無處不在。一般來說，PCB是由多層層壓材料和多層樹脂粘合而成的。這些層嵌入有導電金屬部件和垂直穿過這些層的金屬通孔。
在有限元分析（FEA）中，將PCB中的主體和跡線建模為單元通常使用具有耦合或接觸的實體、殼和梁單元。然而，由于PCB的每個樹脂層中所涉及的嵌入體數量巨大，該方法通常是困難和耗時的
網格獨立增強單元技術通過使用MESH200單元定義嵌入區域的拓撲并無縫創建嵌入增強單元，為PCB建模和網格化提供了更好的選擇。不涉及復雜的接觸建模、耦合或困難的網格劃分技術。
問題描述：
分析分為兩部分：
步驟1. 求解熱邊界條件引起的熱分析。
步驟2. 解決熱載荷引起的下游結構分析。
由于運行載荷而在一些嵌入式金屬跡線上產生的熱量會導致整個PCB的溫度梯度。梯度會導致PCB在操作期間變形，并引起熱應力和應變。
建模
用于穩態熱分析的模型使用ANSYS Mechanical創建，生成初始網格的單元：
• 表示小銅通孔的線體用LINK33劃分網格。
• 代表樹脂中嵌入銅和較大通孔的其他表面體用SHELL131劃分。
• 使用SOLID70對層壓板和樹脂實體進行網格化。SOLID70單元進行了修改（EMODIF），以創建SOLID278單元，以支持增強單元的生成。
每個固體層壓板和樹脂體在內表面處彼此默認接合接觸，從而形成六個接合接觸對。
展開 簡介
下圖所示的電路板包括三個在正常運行時會產生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會保持通電，另外兩個芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時間以及有不同的持續時間。穩態熱分析和瞬態熱分析用于研究由這些芯片產生的熱量引起的溫度變化。
操作步驟
創建穩態熱分析項目：Steady-State-Thermal；
在穩態分析項目之后，創建一個瞬態熱分析項目，并于穩態熱分析項目連接；連接方式如圖所示：
導入幾何模型：導入PCB板的幾何模型X_T格式；切換單位制為：Metric（m,kg,N,s,V,A）
網格劃分：設置網格劃分方式為Multi Zone；
設置Sizing：選擇初PCB板之外的其他15個元件，設置網格尺寸為：0.0009m；
設置Sizing：選擇PCB板，設置單元尺寸大小為：0.002m；如圖所示：
設置邊界條件：
設置發熱芯片的發熱量：Internal heat generation 大小為：5e7W/m3；芯片位置如圖所示：
設置熱傳導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&查看結果：查看穩態分析結果的PCB板及元件溫度場如圖所示：
現在已完成穩態熱分析，這是總體目標的第一部分；對于本案例，將在其余步驟中執行瞬態熱分析。
準備瞬態熱分析時需要注意的事項：
? 如果突出顯示瞬態熱對象下的初始溫度對象，會注意到在詳細信息視圖中，只讀顯示初始溫度和初始溫度環境。
展開 使用主要使用六面體網格對電路板和實體劃分網格，從而使每個PCB具有14600個節點。電路板和IC封裝均由聚乙烯材料制成。支柱由鋁合金制成。模型的節點總數為44097，包含26046個單元。
接觸建模
粘接和柔性面-面接觸對用于定義IC封裝和電路板之間的接觸。接觸和目標表面用于將IC封裝連接到電路板。接觸表面用CONTA174單元建模，目標表面用TARGE170單元建模。面-面接觸單元與節點-節點單元相比具有以下優點：
• 支持接觸面和目標面上的低階和高階單元。（SHELL181是線性單元，而SOLID186是二次單元）
• 對目標面的形狀沒有限制。表面不連續性可能是由制造缺陷或網格離散造成的。
如下圖所示，每個電路板有15個觸點對。
材料屬性
支撐柱、板和IC封裝的材料特性如下：
邊界條件和加載
PCB組件的板與五個支撐柱連接。柱的底部（y=-60）在所有自由度上都受到約束，如下圖所示：
以下示例輸入顯示了如何應用固定約束：
上述輸入中的N_BASE_EXCITE指定了支撐柱與底座連接處的節點。對于PSD分析，荷載以基礎激勵的形式施加在N_base_EXCITE集合上。
不同頻率點輸入頻譜的PSD值如下圖所示。1.0E-02和1.0E+01之間的輸入段有2個中間點，以獲得PSD積分過程中使用的曲線擬合多項式的良好擬合。
以下示例輸入顯示了如何應用基礎激勵：
分析和求解控制
本節描述了使用殘差向量和模態展開進行模態和PSD分析的求解方案控制和分析設置。
使用帶有殘差向量的Block Lanczos模式提取方法進行模態分析。
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案例描述
在電子產品的振動與可靠性設計中，PCB 的模態分析至關重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預測其在動態載荷下是否會發生共振，導致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區域，并為優化布局、增加剛度或規避外部激勵頻率提供定量的工程依據。
分析目標
本案例旨在通過規范的有限元分析流程
該示例問題演示了如何使用獨立于網格的增強單元來執行印刷電路板（PCB）的熱結構分析。
重點介紹了以下特性和功能：
• 使用離散和涂抹的加固單元進行建模。
• 熱分析后進行下游結構分析。
介紹
印刷電路板（PCB）在電子設備和其他相關應用中無處不在。一般來說，PCB是由多層層壓材料和多層樹脂粘合而成的。這些層嵌入有導電金屬部件和垂直穿過這些層的金屬通孔
本示例問題使用殘差向量來提高基于模態子空間的分析方法（如模態疊加和功率譜密度（Power spectral density, PSD）分析）的求解精度。該問題包括研究用于獲得完整模型解的結果擴展程序的計算效率。
簡介
便攜式電子設備（如數碼相機、移動電話和PDA）使用印刷電路板（PCB）。由于對便利性和多功能性的需求增加，這些器件的設計重點是小型化，以適應更高密度和更小尺寸的集成電路
簡介
下圖所示的電路板包括三個在正常運行時會產生熱量的芯片。其中一只芯片要電路板通電，芯片就會保持通電，另外兩個芯片通電和斷電是周期性地，在不同的時間以及有不同的持續時間。穩態熱分析和瞬態熱分析用于研究由這些芯片產生的熱量引起的溫度變化。
操作步驟
創建穩態熱分析項目：Steady-State-Thermal；
在穩態分析項目之后，創建一個瞬態熱分析項目，并于穩態熱分析項目連接
翻譯：上海安世亞太
前言
多年來，設計人員一直在仿真中考慮封裝寄生效應package parasitics 的影響，從使用簡單的一階模型（如理想電感+電阻）到更復雜的spice梯形網絡，最后到使用三維電磁仿真器充分提取封裝的s參數。對于封裝加PCB通道，目前最常用的方法是將封裝和電路板作為s參數或寬帶SPICE模型獨立地提取出來，并在電路仿真器中結合這兩種模型。但由于工作頻率高
焊點的失效一方面來源于生產裝配中的焊接故障,如釬料橋連、虛焊、曼哈頓現象等;另一方面是在服役條件下,當環境溫度變化時,由于元器件與基板材料存在的熱膨脹系數差
本案例（附件中inp文件）講述了在ABAQUS中模擬金屬板的熱沖壓成型分析。熱沖壓成型分析包含了溫度場和應力場的相互作用，因而需要進行熱力耦合分析。此外，對于成型分析，為了準確的模擬結果，涉及到分析步參數的設置以及網格的劃分和參數設置。本案例是一個典型的多物理場分析。
復合材料結構正逐漸在航空、航天、汽車、船舶上應用開來，而復合材料當與其他結構進行連接時，就需要對復合材料結構進行切削或鉆孔。為了模擬復合材料的鉆孔或切削過程，本實例（附件中inp文件）介紹了在ABAQUS中如何模擬復合材料層合板的鉆孔切削過程。同時由于鉆孔行為較為復雜，本實例在前處理過程中設置了若干參數或技巧來避免計算的發散。
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NjEzMjAwMA==&mid=2648562182&idx=5&sn=3e6b3068366553894475649e97a8e8e1&chksm=f46076c9c317ffdf0e6a08a5f225bac5cf83bf727a4a5c741ef73b915611cbb38a373228a053&mpshare=
