ansys表面形貌仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys表面形貌仿真的實例教程
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對更小的手持設(shè)備不斷增長的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過來又引發(fā)了對焊點熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點，因此會產(chǎn)生稱為蠕變的變形。
如果在設(shè)計電路
板時將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置，則調(diào)壓器的熱量
可能導(dǎo)致可靠性問題，進而因過熱發(fā)生故障。
而對于ansy軟件的使用，需要使用者對理論知識和實踐知識都有很深刻的認(rèn)識，需要你不斷地在實踐中運用于學(xué)習(xí)。
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。
在這個案例里面，你將掌握軸對稱單元的應(yīng)用、熱結(jié)構(gòu)耦合方式的求解、瞬態(tài)分析的步長等基礎(chǔ)知識。
基體和圖層內(nèi)部的殘余應(yīng)力是由于溫度冷卻的不一致而引起的。屬于熱—結(jié)構(gòu)耦合場問題。在ansys里面，求解耦合場問題，有兩種方式，一種是直接耦合，熱與結(jié)構(gòu)耦合方程同時求解，要用到熱—結(jié)構(gòu)耦合單元。另一種是間接求解方式，求解分兩步走，第一步求解溫度場，第二步在求解溫度場的基礎(chǔ)上根據(jù)熱膨脹系數(shù)求解應(yīng)力場，分別用到熱單元和結(jié)構(gòu)單元。本案例中采用間接求解的方式。
為了使求解問題簡單化，同時不偏離實際過程。考慮到降溫過程材料的非線性變化，對模型我們要做以下假設(shè)：（1）涂層在制備時溫度處于應(yīng)力自由狀態(tài)（2）涂層在制備過程中不產(chǎn)生塑性變形或蠕變（3）不考慮材料相變引起的熱問題（4）假設(shè)涂層與基體、涂層與涂層之間不產(chǎn)生相對滑動。
模型為圓柱形，不銹鋼基體尺寸為φ25×0.8mm，涂層的厚度為2μm，涂層從下往上依次為Fe3Al、FeAl、Fe2Al5、FeAl3。采用軸對稱方式進行模型的建立，熱單元選用平面四節(jié)點單元plane55，網(wǎng)格的劃分采用映射網(wǎng)格劃分方式。在求解溫度場的分布之后，利用ETCHG,TTS命令轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)求解，同時利用LDREAD,TEMP,,,t,
,'l','rth',' '讀入熱分析的計算結(jié)果，作為應(yīng)力求解的載荷條件，熱應(yīng)力的求解參考溫度為680℃。
以下是求解的分析結(jié)果。
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表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對更小的手持設(shè)備不斷增長的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過來又引發(fā)了對焊點熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點，因此會產(chǎn)生稱為蠕變的變形
所有集成電路 （尤其是高速器件）都會產(chǎn)生熱量。在當(dāng)今密集的電子系統(tǒng)布局中，多
數(shù)情況下熱源都置于靠近熱敏性集成電路的位置。印刷電路板的設(shè)計人員經(jīng)常需要考
慮熱敏器件和發(fā)熱器件的相對位置，使敏感器件不至于過熱。
有一種發(fā)熱裝置是調(diào)壓器，可以產(chǎn)生幾瓦的熱量，溫度會超過 70?C。如果在設(shè)計電路
板時將這樣的裝置置于靠近包含敏感硅芯片的表面貼裝封裝的位置
小編認(rèn)為學(xué)習(xí)知識最好的方式就是去運用知識來解決問題，當(dāng)你學(xué)會運用這個知識來成功地解決問題的時候，你才能掌握這個知識。正所謂“紙上得來終覺淺，覺知此事要知行”。而對于ansy軟件的使用，需要使用者對理論知識和實踐知識都有很深刻的認(rèn)識，需要你不斷地在實踐中運用于學(xué)習(xí)。
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力
