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最常見的破壞模式來自于產(chǎn)品內(nèi)部組件因為熱膨脹系數(shù)差異(CTE differences) 較大而反復(fù)受到產(chǎn)品內(nèi)部組件交界面熱應(yīng)力與降溫周期中累積的殘余應(yīng)力(residual stress)影響，最終造成組件間脫層、組件斷裂或是最常見的錫裂(Solder crack)。實務(wù)上，從組件產(chǎn)品設(shè)計、開模、封裝到實際進(jìn)行溫度循環(huán)試驗往往需要耗費大量的時間、人力以及物力。

的升級，通過30+案例（如活塞熱疲勞、電池包電芯循環(huán)壽命評估），詳解Miner線性累積損傷理論與熱循環(huán)載荷譜編輯技巧（鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/training/details/ncode）。

為什么要做焊接/鍵合熱-力耦合？焊接/鍵合是強非線性、強非穩(wěn)態(tài)的多物理場過程：移動熱源瞬時把能量輸入到極小體積，熱擴散與對流/輻射把能量帶走，材料在不同溫度區(qū)間內(nèi)經(jīng)歷彈性–塑性–循環(huán)硬化乃至回復(fù)。

一、核心功能：全方位覆蓋功率與熱性能測試Power Tester 功率循環(huán)及熱測試平臺整合了功率循環(huán)與熱性能分析雙重核心能力，為功率半導(dǎo)體器件提供全生命周期可靠性驗證。

焊點疲勞簡介 焊點疲勞是循環(huán)載荷下焊點的失效。這種載荷可能有多種形式（例如跌落/震動，振動，溫度循環(huán)），其中電子設(shè)備中的大多數(shù)焊點疲勞是由熱-機械驅(qū)動的。在溫度循環(huán)期間，由于PCB和組件之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，在焊點中產(chǎn)生了應(yīng)力。這導(dǎo)致焊點經(jīng)歷不可恢復(fù)的變形，該變形累積并導(dǎo)致裂紋和最終斷裂。

濾油機出油管路連接時，變壓器器身頂部注油閥門帶有放氣塞，利用放氣塞將管路中氣體排出，使油管路充滿油后再打開器身頂部閥門，進(jìn)行熱油循環(huán)加熱。 五、滿油狀態(tài)下熱油循環(huán)前，檢查吸濕器已正確安裝，呼吸通暢。 六、熱油循環(huán)時，濾油機出口油溫不應(yīng)低于50℃，油箱內(nèi)溫度不應(yīng)低于40℃。七、熱油循環(huán)時保持真空的變壓器，補油順序同抽真空注油補油相同順序。

由于反復(fù)接通和斷開電源，微電子元件受 </div><div contenteditable="false" width="100%"> 到熱循環(huán)的作用，因此，焊點處出現(xiàn)裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導(dǎo) </div><div contenteditable="false" width="100%"> 致故障。

右鍵單擊Solution 插入總變形和應(yīng)力。單擊solve 進(jìn)行求解。圖25 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計算中導(dǎo)入溫度圖26 溫度對管道造成的應(yīng)力圖27 溫度導(dǎo)致管道的變形來源：百度文庫

然而，目前針對高熵合金在正弦波循環(huán)應(yīng)力下的MD研究仍較為有限，尤其是不同成分、溫度及加載頻率對疲勞行為的影響仍需深入探索。本研究擬通過分子動力學(xué)模擬，對其開展研究。

本文將分享一個 COMSOL 案例庫中的模型：渦輪靜葉片的熱應(yīng)力分析，并研究其中非常重要的熱傳導(dǎo)和熱應(yīng)力的影響。高效的傳熱仿真 為了快速計算，我們可以預(yù)先定義渦輪靜葉片模型的傳熱，但并不具體求解。請注意，這里介紹的模擬標(biāo)準(zhǔn)可以是研究的最終目標(biāo)，也可以作為了解模型概況和驗證所有設(shè)置是否一致的第一步。

電池包快充時，電芯因焦耳熱溫度從25℃快速升至50-60℃，鋼質(zhì)散熱板與鋁合金電芯的熱膨脹系數(shù)差異達(dá)1.8倍，極易引發(fā)接觸熱應(yīng)力，形成“熱應(yīng)力升高-散熱失效-溫度驟升”的惡性循環(huán)。

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。

準(zhǔn)確預(yù)測由不同材料構(gòu)成組件中的熱應(yīng)力是一個具有挑戰(zhàn)性的分析問題。熱致應(yīng)力由溫度梯度、支撐以及當(dāng)連接材料具有不同熱膨脹系數(shù)（CTE）時產(chǎn)生。對于CTE不匹配的情況，即使溫度均勻，也會導(dǎo)致熱應(yīng)變的差異，從而引發(fā)機械應(yīng)變和應(yīng)力。針對這些連接的建模假設(shè)會對局部應(yīng)力產(chǎn)生重大影響。在對這類組件進(jìn)行建模之前，仿真工程師必須回答的第一個問題是：是什么使部件保持在一起？

過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進(jìn)行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。 目標(biāo)通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)。

Workbench除了做穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力變形，還可以做瞬態(tài)熱應(yīng)力變形。熱雙金有兩個熱膨脹系數(shù)不同的金屬組成，熱膨脹系數(shù)越大，其為主動層，帶動被動層受熱彎曲。 通過workbench瞬態(tài)熱模塊和瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊可模擬該類情景。若考慮空氣對流對熱雙金表面溫度分布的影響，可使用Fluent與瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行熱應(yīng)力仿真。

因此，在超過70℃的溫差載荷下，僅在溫度載荷條件下，動渦旋齒的熱變形如圖7所示。由于處于動渦旋盤中心的排氣溫度高達(dá)105℃，因此渦旋齒頭頂部處產(chǎn)生最大的溫度載荷和熱應(yīng)力變形，變形量隨著展開角的增大呈減小趨勢。最大熱應(yīng)力變形為24.8 μm，最小變形值為2.8 μm。

圖7 預(yù)應(yīng)力場變量設(shè)置 圖8 ABAQUS熱-力耦合分析流程圖【溫度應(yīng)力結(jié)果對比】將各溫度梯度產(chǎn)生的應(yīng)力云圖指標(biāo)進(jìn)行對比分析如下圖所示。

但是，由于鋰離子電池各組件的熱導(dǎo)率相對于生成的熱量來說相當(dāng)高，因此在許多情 況下我們可以假定電池的溫度分布相當(dāng)均勻。此外，如果較小的溫度變化沒有對電池 的化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，則基于電池的平均溫度，使用集總模型來描述電池的化學(xué) 性質(zhì)幾乎不會對其中具體的細(xì)節(jié)產(chǎn)生影響。&nbsp;</p><p>本案例模擬充放電循環(huán)期間以及隨后松弛階段的鋰離子電池。