熱分析及測試
關注創建者：gourment 創建時間：2016-08-19
熱分析及測試的視頻教程
靜態熱機械分析儀（TMA）在材料分析中的應用
靜態熱機械分析儀測試基本原理 2. 設備選型及管理方法 3.?標準及操作介紹 4. 測試影響因素 5.?測試異常處理方法 6.?具體應用案例分享（模流分析、工藝條件確認等）
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半導體器件的功率循環及熱可靠性測試
本視頻介紹了半導體器件的功率循環及熱可靠性測試流程。 第一步：將待測器件與POWERTESTER連接，輸入相關參數，校準K系數（溫度敏感因子） 第二步：通過測試平臺內置的觸摸屏電腦，設置待測器件的循環策略，啟動設備，進行全自動熱瞬態及功率循環測試 第三步：數據分析（支持數據導出，進行結構函數分析、生成熱模型等）
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熱分析及測試的實例教程
① 反應熱
充電時，電化學反應表現為吸熱，為負值；
放電時，電化學反應表現為放熱，為正值。
② 焦耳熱
即歐姆內阻產熱，即來源于電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸
電阻。
③ 極化熱
即電流作用在正負極上發生極化現象而產生的熱量，來源于電化學極化和濃差極化引起的電阻。
④ 分解熱
電池在自放電過程中或者副反應過程中產生的熱量，正常情況下可忽略。
5.2 生熱模型
① 總生熱量
② 電池生熱模型
默認內部溫度均勻，與電池形狀無關。Benadi提出以下模擬模型：
5.3 比熱容和生熱速率
① 比熱容的計算
② 生熱速率計算
5.4 簡單散熱模型
① 散熱率計算：
②柱形電芯散熱模型：
③ 方形電池散熱三維模型：
5.5 電池的產熱的測試
單體電芯溫度測定——測試儀器
① 多路溫度測試儀；②紅外熱成像儀；③加速量熱儀（ARC）。
單體電芯溫度測定——測試部位
① 表面溫度測定；②內部溫度測定；
????③ 絕熱條件下測定（ARC中）
絕熱條件下，電池的溫度僅由其產熱水平、質量和比熱容決定，表征其發熱水平更為準確。
展開 一、核心功能：全方位覆蓋功率與熱性能測試
Power Tester 功率循環及熱測試平臺整合了功率循環與熱性能分析雙重核心能力，為功率半導體器件提供全生命周期可靠性驗證。
在功率循環測試方面，設備可對 IGBT、SiC MOSFET、GaN 等器件施加 0-6000A 寬范圍周期性電流負載，模擬從常溫到 200℃的極端工況，支持恒定電流、結溫差（ΔTj）、殼溫差（ΔTc）等多種循環模式，精準復現新能源汽車電機控制器、風電變流器等場景的高頻開關應力。
熱測試功能則通過瞬態熱阻測試技術，實時采集器件從芯片到散熱系統的溫度響應曲線，結合結構函數分析，直觀呈現封裝層間熱阻分布，可快速定位芯片貼裝空洞、鍵合線脫落等熱失效隱患。此外，平臺支持 12 通道并行測試，能同步評估多器件一致性，測試效率較傳統設備提升 3 倍以上。
二、產品優勢：技術突破與場景適配性
相較于同類測試設備，Power Tester 的核心優勢體現在三方面：
一是高精度與寬兼容性，電流控制精度達 ±0.5%，溫度測量誤差≤1℃，兼容 AEC-Q101、JEDEC JESD22-A122 等國際標準，滿足汽車電子、工業控制等多領域嚴苛要求。
二是智能化測試流程，搭載 AI 驅動的失效判據系統，可自動識別器件參數漂移趨勢，結合歷史數據庫預判壽命拐點，將測試周期縮短 40%。
三是模塊化擴展設計，支持熱阻測試、功率循環、環境應力（溫濕度、振動）等模塊靈活組合，用戶可根據需求升級，降低設備迭代成本。
展開 PCBA應變分析的探討_熱應變02_測試 ￥29.9
同樣也不要問測試設備廠商，要不要做測試。
一 分析背景
上文說了，熱應變是個很奇怪的測試，所以我們來看看測試的頭頭尾尾。
最重要的是，測出的結果怎么應用起來。
本文分五部分：
1. PCB應變測試目的，及相關標準討論
2. 多種測試方法(應變片測試，TMA測試)
3. 測試及結果分析
4. 應變測試常見問題
5. PCBA熱應變的關鍵結論
二 研究內容
2.1 PCB應變測試相關標準及目的
主要參考兩項標準，
IPC-JEDEC9704 Printed wiring board strain gauge test guideline；對SMT封裝在PCA組裝、測試和操作中受到的應變和應變率水平進行客觀分析。應變測試流程示意如下：
圖1 IPC標準中的測試流程
Intel Strain Measurement Methodology for Circuit Board Assembly；Intel公司基于IPC 9704，針對Intel產品優化測試方法。測試裝配過程中的應變變化。
熱應變是屬于應變測試。目的同樣是應變不能超過允許應變值。
但是，上述兩項典型的標準中，沒有提到過什么熱應變測試。
因為根據分析應變片理論，可以知道，熱應變是應變片測試不出來的。而想要運用熱應變，那就要在應變片測試的基礎上再進行一步計算。
展開 本文將介紹一種對電池碰撞安全進行仿真分析的工作流程。該流程基于LS-DYNA求解器，通過對力、熱、電、電化學等多物理場耦合，搭建起了一套電池安全仿真框架，可對電動汽車發生碰撞時的電池情況進行模擬分析。
背景介紹
對于電動汽車而言，了解車輛在碰撞過程中的電池狀況至關重要，這種情況雖少見，但確能夠引發火災甚至爆炸。為此，LS-DYNA開發了一種多物理場耦合模塊，能將電動汽車碰撞時電池受撞擊的情況考慮在內。
此前LS-DYNA已利用Randles等效電路開發出了一種能求解力-熱-電磁-電化學的多物理場求解器。
這種Randles等效電路是分布式Randles電路，目的是用內部短路局部替換Randles電路，并使電流流過，這些短路足以引發放熱反應或熱失控。
仿真模型的選擇取決于要仿真的物理尺度。
由于碰撞發生的時間通常在毫秒之間，熱失控可能發生在碰撞后的幾分鐘甚至幾小時后。為解決電池內存在的不同時間尺度問題，首先使用毫秒級時間步長進行結構仿真，當機械變形完成后，利用剛柔轉換功能將結構轉為剛體，并使用較大的時間步長進行電和熱的計算，該過程可根據需要計算數分鐘或數小時。
計算本身需要依靠大量試驗來表征某些參數，如電芯的機械屬性和熱屬性等，這些屬性很大程度上取決于所用電芯的類型、化學原理、形狀、尺寸、內部短路的起始時間、短路阻抗值等。
展開 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。
傳統的熱測試方法主要分為熱電偶的接觸式和紅外測溫法的非接觸式二種，以及較為準確的ETM電氣法測溫（JEDEC JESD51）。如今第三代熱測試技術為瞬態熱測試法（JESD51-14）也已問世。瞬態熱測試法能夠測量電子部件一次元散熱路徑的結殼熱阻，以及進行散熱路徑上的結構函數分析。
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熱分析及測試的最新內容
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
從智能手機的熱交互、緊湊外殼內的高功率電路板散熱，到極端天氣下的工業設備耐候性等復雜現實場景，通過熱仿真技術，工程師能夠精準預測設計在不同溫度場景下的行為，深刻理解熱能如何影響產品的效率、可靠性與安全性，從而在研發早期快速調整設計方案，實現產品的最佳性能表現。
Ansys應用類系列網絡研討會——熱仿真系列專題已上線，將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復雜熱管理問題中的實際應用
<h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color: rgb(255, 192, 0);">概述</strong></h2><p>在本例中，我們將對茶壺進行熱分析，展示鋼材料和瓷材料在穩態及瞬態分析中的溫度分布情況。</p><h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統
太陽能電池板將太陽能轉化為電能，并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列，并隨太陽光線方向改變朝向，有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中，將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方，指示了穩態下到達板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流，僅研究輻射效應。
目標
觀察由于一個發熱物體的輻射作用，太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
1.三維電磁感應加熱（附帶完整計算命令流及注釋說明）2.鋼球的淬火（附帶完整計算命令流及注釋說明）3.二維靜態磁場分析（附帶完整計算命令流及注釋說明）。
三維電磁感應加熱---感應加熱的激勵源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習3D打印頭三維模型的處理
2、學習穩態熱分析步的建立
3、學習穩態熱分析的邊界條件的施加
4、學習穩態熱分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench
OCAD應用：光學系統熱環境分析2個月前
光學系統是由各種不同光學材料制作的光學元件組成的，同時還必須由各種不同金屬材料制作的結構零件支撐起來的一個完整的光學部件才是一個完整的光學系統。正因為如此，由于各種材料在不同環境溫度和大氣壓力下的熱效應會使光學系統結構參數發生變化，這就是光學系統的熱效應。光學系統受環境熱效應的影響必然會影響系統的成像質量。為了保持光學系統成像質量的穩定，利用構成光學系統的各光學材料和金屬材料的不同熱效應影響平衡光學系統結構參數的關系維持系統成像質量的最佳效果
在航空航天、新能源汽車、風電等高端制造領域，纖維增強聚合物基復合材料憑借高比強度、高比模量、輕量化等優異特性，成為推動產業升級的核心材料。但這類材料存在一個關鍵短板——對沖擊損傷異常敏感：微小的面外沖擊（如冰雹撞擊、工具墜落、碎石撞擊），就可能在材料內部造成分層、基體裂紋等難以目視察覺的損傷，進而大幅降低其承載能力，嚴重威脅結構安全。
在此背景下，“沖擊后壓縮”（Compression
演示了對筆記本電腦進行穩態熱分析的流程。其中涵蓋了對流、溫度相關導熱系數、接觸熱導以及內部熱源的使用方法。
