【摘要】：含元器件電路板的精確建模是其動力學特性分析和優(yōu)化的基礎。直插式元器件作為電路板上的重要元件之一,它的存在影響著電路板的動力學特性,同時它與電路板的焊點連接也會受到外界沖擊與振動的影響。動力學特性以及焊點連接是含直插式元器件電路板可靠性的直接影響因素,因此這兩方面是電子組件動力學分析的研究重點。本文以直插式元器件電路板為研究對象,從動力學特性和焊點連接的應力水平兩方面研究它的機械性能。為了提高含元器件電路板動力學特性的仿真精度,首先對電子組件的組成基礎—電路板有限元模型進行修正。由于電路板的材料組成較復雜,在仿真時將電路板材料分別看作各向異性和各向同性進行模態(tài)分析,以實驗頻率為目標對彈性模量等參數(shù)進行修正。通過靜力分析與應變實驗的對比,驗證并比較這兩種電路板建模方法的修正結果。分析直插式元器件對整體電路板動力學特性的影響,研究含直插式元器件電路板的有限元建模方法,并以實驗頻率為目標優(yōu)化每種建模方法。將建模方法應用于其他含直插式元器件的電路板,完成從電路板建模與修正到含元器件電路板建模的整個流程。針對焊點的應變分布問題,提出將相似理論與研究方法應用于電子組件微小結構的變形研究。應用量綱分析法導出電路板基材—環(huán)氧樹脂板的相似準則,并通過模態(tài)試驗與應變實驗驗證相似準則�？紤]用有限元分析法驗證相似準則時,研究兩種常見的有限元建模因素對相似關系的影響,并應用有限元分析法驗證直插式元器件焊點在靜載下應變的相似關系。提出基于相似理論預測焊點應變的方案,并指出不足之處�；谙嗨评碚撆c模型試驗,設計并自制含直插式元器件電路板的相似結構。為了提高相似結構的仿真精度,分層修正主要組件模型的材料參數(shù)。以相似結構的焊點為研究對象,研究焊縫與焊點的建模方法,用應變測試結果驗證建模的可靠性,同時借助建模仿真與應變實驗研究焊點的應變分布特點�；趹儌鬟f率一致的假設,結合應變實驗值,預測焊點應變樣本。根據(jù)焊點樣本數(shù)據(jù),完成焊點應變均值在一定置信水平下的區(qū)間估計。
【圖文】：

1.1 課題研究背景隨著科技水平的提高，從航天飛行器到家用電器，，電子設備扮演著越來越重要的角色，內部電路板起著關鍵的運行作用。一旦核心電路板失效，電子設備將會報廢，甚至威脅人身財產安全。航天電子組件性能失效主要與動力學特性[1]、焊點的變形[2]等因素有關。航天電子設備通常要經歷振動沖擊等復雜的服役環(huán)境，當外界振動頻率與內部的電子組件固有頻率一致時，共振可能導致電路板斷裂。除了動力學特性，電路板上焊點的變形過大也可能導致電路板結構破壞。當焊點應變過大產生裂紋時，電路板上元器件就會報廢，導致電子設備運行故障。因此，有必要研究含元器件電路板的動力學特性以及焊點應變。含直插式元器件電路板是航天電子組件的重要組成部分，典型的直插式元器件如圖 1.1 所示。含直插式元器件電路板的特點是元器件引腳穿過電路板表面的孔，焊點將引腳與電路板的焊盤相連，這種焊接方式比貼片元器件更加牢固[1]。含元器件電路板的精確建模是其動力學特性分析和優(yōu)化的基礎。含直插式元器件電路板的結構動力學特性由電路板、元器件以及連接方式共同決定，為了提高含直插式元器件電路板的建模精度，需要對各部分進行等效建模研究。

含直插式元器件電路板的等效建模與焊點應變預測研究以及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。在圖 2.4 中，采用彈性繩懸掛的方式模擬自由邊界條件小、質量低，對彈性模態(tài)影響��；加速度計作為測量傳感器，測量加速度響應信激勵裝置，提供脈沖激勵信號；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)接收激勵信號與響應信號，進別工作。文模態(tài)試驗涉及到傳感器主要有：力錘（型號為 Dytran 公司的 5800B4 S/N8089）型號為 Dytran 公司的 3263A2 S/N8403）。信號采集設備為 OROS 動態(tài)信號采集分數(shù)識別軟件為 N-Modal。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN41

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本文編號：2696285