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電子行業：高精度、高頻率與微觀失效 測試焦點： 電子產品（如芯片、PCB板、消費電子）的疲勞問題更微觀。核心是熱疲勞（由于功率循環導致的熱脹冷縮）和振動沖擊疲勞。典型失效模式包括焊點開裂、芯片脫層、連接器失效等。 載荷類型： 低幅度、高頻率的振動是主要挑戰。同時，溫度循環（高低溫沖擊）是考核電子產品可靠性的核心手段，溫變速率要求極高。

ACM體單元焊點疲勞案例詳解1、背景介紹本案例將詳細展示如何在nCode疲勞軟件中計算ACM體單元焊點疲勞壽命的全過程。ACM體單元為中間一個六面體單元，上下通過RBE3單元與薄板連接。

測試核心：溫度 - 載荷耦合測試（如橡膠件在 - 40℃~120℃循環中承受交變壓縮 / 剪切載荷）。3.電子電氣部件 典型部件：連接器、線束、傳感器、控制器外殼等。 疲勞失效模式：振動導致的焊點脫落（如 PCB 板元件）、插拔循環后的接觸不良、外殼開裂。 測試核心：多軸振動 + 溫度循環（如發動機艙內部件在 85℃+ 三軸向振動下的可靠性）。

<h2>1、背景介紹</h2><p>本案例將詳細展示如何在nCode疲勞軟件中計算CWELD焊點疲勞壽命的全過程。nCode的焊點疲勞，是在Nastran軟件基礎上，采用Cbar單元連接兩塊薄板模擬焊點，通過提取Cbar單元的力和力矩，及焊點周圍的shell單元的結構應力，通過給定焊核的SN曲線進行計算其疲勞壽命。

這些數據將為后續分析產品的疲勞性能提供依據。數據分析與結果評估：對記錄的數據進行深入分析，運用統計學方法、疲勞壽命預測模型等，評估產品的疲勞壽命、可靠性等性能指標。根據分析結果與預先設定的合格標準進行對比，判斷產品是否通過疲勞耐久測試，若未通過，則需分析原因，對產品進行改進優化后重新測試。

次數越多，起始抗疲勞性越好。 “裂紋擴展速率”： 測量裂紋長度隨彎折次數增加的速度。速度越慢，材料韌性越佳。2. 診斷“彈性衰減”——看是否“疲軟” 壓縮永久變形率測試： 在測試前，測量試樣一段的原始長度（L0）。 測試后，讓試樣自由恢復一段時間（如24小時），再測量其長度（L1）。

測試方法： 強化路面測試：在專業試驗場（如比利時路、搓板路、卵石路）連續行駛數千公里，模擬極端路況對車輛的損耗，檢查懸架系統（彈簧、減震器）、轉向系統、車身焊點是否出現疲勞損傷。 長里程公路測試：在高速公路、城市道路等綜合路況下行駛數萬公里，監測發動機、變速箱等機械部件的磨損情況，記錄故障發生頻率。

目前對焊點疲勞進行計算，通常包括三種方法： （1）基于應變范圍的經驗公式； 此方法直接通過經驗公式計算應變的變化范圍。其中的計算參數c需要由大量測試結果擬合而成，而且公式中不能考慮板級和系統級的影響。 （2）基于應變能的有限元分析； 此方法需要采用有限元的手段計算應變能。

加速壽命測試 示例中模擬的疲勞壽命預測，是基于更奇特的能量和應變表示。在這個例子里，評估了一個具有兩種蠕變機制的材料行為，預測了基于一種機制的疲勞壽命。兩個機制中的應變分離需要使用單獨的常微分方程接口重新評估單個應變。 本文來自 ：COMSOL 博客

2 計算分析2.1 計算模型本文采用 HyperMesh 軟件建立某商用車白車身三維數據的有限元分析模型，對整體性能影響很小的車身細微結構特征適當簡化，然后通過焊點把各部件連接，白車身沖壓件為薄壁金屬件，用殼單元模擬，點焊采用 RBE2 單元模擬，焊道結構采用 Solid 實體單元模擬[4]，部件之間的連接關系模擬實際車身結構，在進行模態分析時，不考慮結構中焊點失效，認為焊點連接是可靠的

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。

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。

為什么進行焊點疲勞分析?由于工藝手段的局限性，在熔核處會有缺陷的存在，如殘余應力和應力集中等，在缺陷區域疲勞問題更易形成和發展。點焊的疲勞開裂模式?點焊的疲勞開裂大致有兩種模式，即金屬板裂紋和貫穿點焊熔核裂紋。根據國外研究人員總結的經驗，當焊點直徑大于3.5t時，其中t為板材厚度（單位為mm），裂紋將在板材中產生，否則裂紋將貫穿焊接熔核。

內部元器件分析 拆機檢測：對異常樣品拆機，檢查主板焊點、排線連接、電池固定、元器件位移情況，70% 的跌落故障源于內部隱性損傷。 數據整合：結合跌落高度、姿態、沖擊面與損傷結果，形成《跌落測試失效分析報告》，明確產品薄弱環節，如 “手機 1.2 米水泥板角跌落，導致屏幕排線焊點脫落”。

小時疲勞振動測試。

研討會亮點: 直擊車燈工程痛點：聚焦路面顛簸、發動機激勵下的支架斷裂、焊點疲勞等高頻失效問題，針對性解決車燈可靠性開發難題。