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固體皮爾茲PILZ繼電器結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析 
隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展,電子元器件應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。電子器件的發(fā)展趨勢是體積越來越小,集成度越來越高,器件工作時的熱流密度也越來越高。如果器件工作時產(chǎn)生的熱量不能及時釋放,則器件溫度會迅速增加。在較高的溫度情況下,電子器件會在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生熱應(yīng)力,引起器件爆層剝落、疲勞損傷、機械性斷裂或*變形而失效。鑒于此,對電子元器件進行熱應(yīng)力分布的研究是非常必要的。

固體皮爾茲PILZ繼電器結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析
隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展,電子元器件應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域,在設(shè)計電子產(chǎn)品時,要考慮高密度、體積小等特點,在航空航天器上使用的電子設(shè)備尤為突出。電子元器件的失效率隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加,所以元器件的工作溫度越高,它的可靠性性能就越差,因而直接影響電子設(shè)備的可靠性。鑒于此,對電子元器件的溫度分布進行研究是非常必要的。固體PILZ繼電器作為電子器件,廣泛應(yīng)用于航空航天、科研、工業(yè)控制等領(lǐng)域。固體PILZ繼電器作為電子器件,在航空航天的各種的條件下工作,這樣固體PILZ繼電器的熱分析問題就顯得十分突出。在當(dāng)今競爭日益激烈的環(huán)境下,市場要求縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,其中一個關(guān)鍵的部分就是產(chǎn)品設(shè)計周期的縮短。固體PILZ繼電器的結(jié)構(gòu)及工況條件較復(fù)雜,如果要對器件中所有的設(shè)計參數(shù)都進行有限元模擬或?qū)嶒灉y量,則將耗費過長的周期和成本,并且無法使設(shè)計參數(shù)及設(shè)計過程得到優(yōu)化。 本論文以一固體PILZ繼電器為例,采用有限元分析軟件ANSYS對其進行三維溫度場和熱應(yīng)力場分析,并通過對不同參數(shù)下熱場和熱應(yīng)力場的模擬,初步分析了影響器件熱性能的各設(shè)計因素;將實驗設(shè)計的優(yōu)化技術(shù)-表面響應(yīng)法引入固體PILZ繼電器的熱應(yīng)力分析研究中,并將表面響應(yīng)法與有限元模型法相結(jié)合提出了一種固體PILZ繼電器熱優(yōu)化設(shè)計方法。它既滿足了器件對可靠性的要求,又能使器件的設(shè)計參數(shù)和過程獲得優(yōu)化解,從而準(zhǔn)確、快速的獲得理想的對熱性能的評價。而散熱問題也一直是制約固體PILZ繼電器發(fā)展的一個重要因素。傳統(tǒng)的分析方法使用路的方法計算熱溫度分布,通過降低熱阻,改善溫度的分布,這樣做會導(dǎo)致相對較大的誤差。隨著有限元技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在采用有限元方法進行固體PILZ繼電器的三維溫度場的分析,會大大提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。以一固體PILZ繼電器為例,采用有限元分析軟件ANSYS對其進行三維溫度場的有限元分析,包括穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種情況,并把有限元分析結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比。

固體皮爾茲PILZ繼電器結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析
ANSYS分析所得的結(jié)果在工程所允許的范圍內(nèi),存在偏差的原因包括試驗條件不太準(zhǔn)確、測量時的誤差以及工程計算時的誤差等。同時為了方便設(shè)計人員的操作,利用VC與APDL相結(jié)合,編制一段程序來實現(xiàn)整個分析過程的自動化,增強了靈活性,進而提高了生產(chǎn)效率。