發(fā)布時(shí)間：2021-07-28 09:56

　　先進(jìn)電子技術(shù)對(duì)電子設(shè)備的性能要求日益增長(zhǎng),傳統(tǒng)的電子設(shè)備設(shè)計(jì)方法已不能夠滿足當(dāng)前電子設(shè)備中的高密度、高性能、高可靠性的要求。為了從整體性能上設(shè)計(jì)最優(yōu)電子設(shè)備,除了保證主要電參數(shù)性能之外,還需要對(duì)散熱、振動(dòng)等可靠性進(jìn)行分析,即充分考慮電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)、流場(chǎng)等。結(jié)構(gòu)位移場(chǎng)在電子設(shè)備的性能分析中起著至關(guān)重要的作用,一方面結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中很重要,為了設(shè)計(jì)高可靠性和穩(wěn)定性的電子設(shè)備,有必要了解它們?cè)诋?dāng)前設(shè)計(jì)中的不穩(wěn)定性;另一方面,在外部載荷作用下,電子設(shè)備關(guān)鍵結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生變形,導(dǎo)致電磁場(chǎng)的邊界條件改變,進(jìn)而影響電性能的實(shí)現(xiàn)。采用仿真技術(shù)對(duì)電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性和位移場(chǎng)進(jìn)行預(yù)先分析,是一種經(jīng)濟(jì)而有效的手段。因此,需要開(kāi)發(fā)用于電子設(shè)備的CAD/CAE集成的動(dòng)力學(xué)分析快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。本文開(kāi)發(fā)了一款用于電子設(shè)備動(dòng)力學(xué)分析的軟件-MCS,為電子設(shè)備結(jié)構(gòu)可靠性和位移場(chǎng)的預(yù)先分析提供了有效的仿真工具。論文以CAD/CAE集成設(shè)計(jì)環(huán)境技術(shù)、準(zhǔn)確快速的振動(dòng)分析求解技術(shù)、精確高效的流場(chǎng)求解技術(shù)、流固耦合技術(shù)為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容,主要工作包括以下幾個(gè)方面:1、開(kāi)發(fā)了基于有限元方法的三維動(dòng)力... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：179 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

多場(chǎng)耦合關(guān)系圖

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文18圖2-1MCS軟件架構(gòu)塊，它提供了強(qiáng)大的實(shí)體建模前端以及圖形顯示和計(jì)算后處理功能。設(shè)計(jì)人員可以基于快速建模和參數(shù)化建模自由快速的在線重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這可以使接觸設(shè)置、材料和邊界條件等CAE特征保持不變�；诟倪M(jìn)的隱式重啟Lanczos迭代方法開(kāi)發(fā)的自由振動(dòng)分析模擬器（FreeVibrationAnalysisSimulator，簡(jiǎn)稱FVAS）是MCS軟件中的模擬器之一。該方法使用了三層預(yù)處理子，并具有高計(jì)算效率和低內(nèi)存需求的優(yōu)勢(shì)。為了提高計(jì)算精度，同時(shí)還考慮了電子設(shè)備各部件之間的綁定接觸。基于振型疊加法的隨機(jī)振動(dòng)分析模擬器（RandomVibrationAnalysisSimulator，簡(jiǎn)稱RVAS）也被應(yīng)用于MCS軟件。在該方法中，可以大大減少計(jì)算量的PEM取代了CQC方法。最后，基于DG方法的流場(chǎng)模擬器（FlowFieldAnalysisSimulator，簡(jiǎn)稱FFAS）用來(lái)分析結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)力。曲網(wǎng)格方法代替了傳統(tǒng)的直網(wǎng)格方法，使得精度更高。設(shè)計(jì)人員可以使用MCS軟件對(duì)電子設(shè)備部件和整體進(jìn)行建模和仿真，包括實(shí)體建模，動(dòng)力學(xué)仿真和后處理。所有模塊之間的數(shù)據(jù)交換都是自動(dòng)的。MDE和所有模擬器都是用MicrosoftVisualC++2010編寫(xiě)的。目前開(kāi)發(fā)的有Windows7和Windows10版本，軟件界面如圖2-2所示。在圖2-2所示主界面中，標(biāo)出了16個(gè)小模塊。由于篇幅限制，這里不再詳細(xì)介紹，僅簡(jiǎn)要介紹下各模塊的信息和功能：（1）主菜單，進(jìn)入主界面、三維視圖顯示以及基本操作、實(shí)體建模的入口；（2）編輯按鈕；（3）項(xiàng)目管理樹(shù)，包括模型、計(jì)算設(shè)置、后處理顯示；（4）接觸設(shè)置；（5）求解設(shè)置，包括網(wǎng)格參數(shù)設(shè)置、計(jì)算參數(shù)設(shè)置；（6）計(jì)算結(jié)果顯示，包括網(wǎng)格、位移分布、頻率、位移曲線；（7）視圖查看窗口；（8）材料設(shè)置；（9）幫助文檔；（10）創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目；（11）工

第二章振動(dòng)分析快速重設(shè)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)19程路徑；（12）演示算例；（13）視圖操作窗口；（14）參數(shù)表；（15）求解信息；（16）進(jìn)度欄。圖2-2MCS軟件主界面2.3力學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)境中統(tǒng)一的數(shù)據(jù)架構(gòu)體系MDE的框架是基于MicrosoftVisualC++2010平臺(tái)，ACIS，HOOPS和Simmetrix’ModelingSuite開(kāi)發(fā)的，可以通過(guò)“模型-視圖-項(xiàng)目管理樹(shù)”模式有效集成[42,216]。它包括三層架構(gòu)：基礎(chǔ)層，功能層和操作層，如圖2-3所示。基礎(chǔ)層包括3-DACIS建模內(nèi)核[217]，Simmetrix’ModelingSuite[218]和可視化HOOPS內(nèi)核[219]。3-DACIS內(nèi)核是Spatial公司開(kāi)發(fā)的杰出的3-D建模引擎，用于許多商業(yè)軟件包，例如ANSYS[220]。ACIS具有開(kāi)放式的面向?qū)ο蟮腃++架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的高級(jí)3-D建模功能[217]。與HOOPS相比，ACIS在幾何建模方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。相反，HOOPS在可視化操作和人機(jī)交互方面比ACIS具有更大的優(yōu)勢(shì)。Simmetrix’ModelingSuite是一組工具包，允許開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)基于幾何的網(wǎng)格劃分應(yīng)用程序。這種網(wǎng)格劃分方法具有一個(gè)全自動(dòng)網(wǎng)格劃分生成器，該生成器直接從實(shí)體模型中提供面和體的非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，其也是以3-DACIS建模內(nèi)核為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的。功能層是使用MicrosoftVisualC++2010實(shí)現(xiàn)的，它包含三個(gè)部分：建模、網(wǎng)格生成

【參考文獻(xiàn)】：
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