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第2章 靜力學仿真分析2.1 模型建立基于DSP實物模型進行有限元建模，建立429個焊點模型，按照實際安裝布局建立PCB模型，并按照DSP四角實際點膠情況建立環氧樹脂模型進行模擬，具體材料屬性見下表。

在使用hypermesh做abaqus仿真的前處理時，由于版本以及定義方式等區別，常常發生一些錯誤，導致在hypermesh中定義的特征無法在abaqus中識別。比如焊點Fastener的建立，在網上搜了很多資料，講的云里霧里，經過自己的摸索，下面講一下如何在hypermesh中正確建立焊點，并且被abaqus識別為有效特征。

因此，首先建立一個簡單的梁模型，通過14個焊點連接，網格尺寸大小采用20×20mm，仿真模型如圖1所示，比較4種焊點的結果差異，從表1中可知，20×20mm的網格，ACM與實驗值對標最好，后續分析將基于ACM焊點類型進行研究。 圖1 仿真模型表1 不同焊點類型的結果比較 3 等效ACM焊點研究 建立合理和準確的有限元仿真模型是保證正確仿真結果的前提條件。

在印制板電子器件封裝中，焊點作為電子器件與PCB基板之間的關鍵連接，承擔著傳遞電信號、散熱、結構保護與支撐等作用，焊點的失效將直接導致器件的失效，從而會影響到產品的功能和可靠性。根據相關部門統計，20%的電子設備失效是由于振動導致的，而在這些失效中，焊點失效又是最為主要的原因之一。因此對封裝器件及其焊點陣列在隨機振動載荷下的應力場進行分析和評估，具有重要的工程價值。

以一個簡單的電池包擠壓仿真分析為例，介紹如何在hyperworks的lsdyna界面實現整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hyperview中進行后處理。

本文通過以點帶面，分析“U”型搭接結構的焊點優化和實物對比，對于其他結構的焊接變形的分析提出一個分析的流程和參考。通過采用Simufact仿真技術，對焊接變形進行仿真和對策實施，在達成預期品質的同時可大幅度減少工業化階段的調試周期和成本，對降低調試成本具有很好的參考意義。

[5] 鞠道杰,徐延海,朱鵬興,等.商用車白車身焊點模擬對模態分析的影響研究[J].廣西大學學報(自然科學版),2018,43(3):916-925.[6] 邢建,高志彬,張明,等.某商用車白車身仿真模態與試驗對標[J].汽車實用技術,2019,44(14):135-136,140.

圖4 側圍后流水槽區域優化后結構 CAE 沖壓仿真分析 對側圍和后流水槽兩個零件進行沖壓仿真模擬優化分析：側圍尾部產品結構可實施正修工藝方案，無需側修，減少了側翻整區域，降低了側圍模具復雜程度和生產制造成本，也減少了調試難度和時間；后流水槽工藝方案經過多種方案對比優化分析，確定拉延成形+后序上整形的工藝方案為最合理工藝方案。

這里列舉了一些采用這種仿真方法的實際示例： 研究灌封化合物的理想溫度范圍 檢查電池內部的潛在性能退化機制 對PCBA的焊點結構進行仿真 模擬PCB敷形涂覆對器件可靠性影響 根據基本原子和分子尺度行為，研究蠕變、疲勞和擴散機制引起的失效案例研究示例：焊點疲勞PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環導致的焊點疲勞。

這里列舉了一些采用這種仿真方法的實際示例： 研究灌封化合物的理想溫度范圍 檢查電池內部的潛在性能退化機制 對PCBA的焊點結構進行仿真 模擬PCB敷形涂覆對器件可靠性影響 根據基本原子和分子尺度行為，研究蠕變、疲勞和擴散機制引起的失效案例研究示例：焊點疲勞PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環導致的焊點疲勞。

Ansys Sherlock通過系統仿真及焊點或組件開裂風險分析，展示PCBA的應變分布。綠色部分組件表示無風險，為多次設計迭代后的結果。 由組件和PCB跡線處功率損耗導致的溫度分布可用于預測焊點疲勞壽命預測。綠色部分組件表示無焊點疲勞風險，黃色部分組件則有較小風險。

Ansys Sherlock通過系統仿真及焊點或組件開裂風險分析，展示PCBA的應變分布。綠色部分組件表示無風險，為多次設計迭代后的結果。 由組件和PCB跡線處功率損耗導致的溫度分布可用于預測焊點疲勞壽命預測。綠色部分組件表示無焊點疲勞風險，黃色部分組件則有較小風險。

若某個焊點出現異常，可能引發一系列連鎖反應。比如，焊點開裂會削弱車身剛度，最多可能降低15%，進而引發異響甚至客戶投訴，嚴重時需召回車輛，帶來巨額成本。相比之下，若將這筆成本投入到AI基礎設施和軟件系統的建設中，不僅能實現焊點實時監測和預警，還能輔助質量檢測和傳感器監控。一家車企在應對焊接問題時，在焊槍中安裝了高精度傳感器，采集焊接時的各項參數，并基于歷史數據建立焊點分類模型。

研討會簡介：車燈在路面顛簸、發動機激勵下易出現支架斷裂、焊點疲勞等問題，是汽車可靠性開發的重點。本次 ANSYS 車燈振動疲勞分析研討會，圍繞輸入數據規范、核心分析方法、仿真結果解讀及工程優化建議四大模塊展開教學，幫助工程師快速掌握從數據準備到方案迭代的全流程仿真技能，高效解決車燈振動疲勞失效難題。

回流焊工藝涉及多個設計因素，這些因素能夠影響熔融焊點的最終形狀，如焊點體積、恢復力、表面張力、接觸角、焊盤厚度和焊盤尺寸等，采用ISPG方法進行模擬時能將這些因素都考慮在內。使用基于節點云的網格重劃分和節點刪除與插入的算法用于處理焊料拓撲形狀的變化，包括焊料橋接和焊料分離以及非常復雜的邊界條件，比如尖角。仿真計算結果與理論分析結果吻合較好，表明該方法可用于SMD/NSMD焊點回流形狀的預測。

回流焊工藝涉及多個設計因素，這些因素能夠影響熔融焊點的最終形狀，如焊點體積、恢復力、表面張力、接觸角、焊盤厚度和焊盤尺寸等，采用ISPG方法進行模擬時能將這些因素都考慮在內。使用基于節點云的網格重劃分和節點刪除與插入的算法用于處理焊料拓撲形狀的變化，包括焊料橋接和焊料分離以及非常復雜的邊界條件，比如尖角。仿真計算結果與理論分析結果吻合較好，表明該方法可用于SMD/NSMD焊點回流形狀的預測。

螺栓退扭松動仿真2. 焊點焊縫疲勞分析3. 膠水脫粘分層失效分析講師： 劉艷莊 | Ansys China 高級工程師力學碩士，十年的力學分析與仿真應用，主要負責結構產品Mechanical，工作重點是有限元仿真的技術支持及推廣。

</p><p>針對應用最為廣泛的焊點連接，目前常用的MAT100方法在某些情況下已顯現出一定局限性。為此，本次研討會將重點介紹LS-DYNA中最新開發的無網格方法——SPR3方法，為焊點建模提供新的解決思路。

熱電耦合、電磁耦合，壓電耦合和聲固耦合，專門的焊點及焊點失效、振動等分析類型也能夠進行模擬。對于以上或其他非線性分析，Abaqus/Standard會自動調整收斂性準則和時間步長來確保解的精確性。 Abaqus/ExplicitAbaqus/Explicit（顯式積分）是能夠高效、精確模擬廣泛的動力學問題和準靜態問題的強大的有限元求解器。