板级电路振动分析及元器件布局优化技术研究

印制电路板上承载着各类电子元器件,使质量、刚度分布不均匀,求解印制电路板振动问题时,很难得到满足微分方程和边界条件的精确解。文中试图从弹性力学理论出发,探讨电子设备结构中印制电路板的振动问题,以及其上电子元器件的布局优化问题。运用弹性力学理论,对板的固有频率计算进行了理论推导,同时分析元器件的布局对振动固有频率的影响。从而得到在元器件布局的时候,尽量使元器件靠近约束,元器件较多时,把大而重的元器件靠近约束的结论,并用有限元计算对结论进行验证,理论分析结果和有限元计算结果吻合较好。     

应用模型修正方法的印制电路板参数识别

基于模态试验数据和模型修正方法,研究了印制电路板物理参数识别方法.印制电路板的动态特性对电子设备可靠性有重要影响,即使铺层相同的印制电路板因电路分布不同,其弹性模量、泊松比差异也较大.因此,为了获得更加精确的有限元模型,需识别印制电路板的主要物理参数.以航天使用的某种印制电路板为例,分别采用基于灵敏度分析和基于响应面方法的模型修正方法对印制电路板的物理参数进行识别.两种方法识别的弹性模量、泊松比基本一致,计算和试验的振型相关系数接近1,且修正后有限元模型计算应变值与试验应变值在载荷较小时基本一致,表明识别结果比较准确.结果表明,基于模态试验数据和模型修正相结合的参数识别方法合理有效,可用于工程中印制电路板物理参数识别.     

面向元器件重用的印制电路板拆解试验

研究面向元器件重用的废旧印制电路板拆解工艺和拆解设备,需要分析评价不同拆解参数对印制电路板元器件拆解效率和已拆解元器件的重用性的影响。以废旧计算机主板为例,进行三种拆解施力方法和四种不同加热参数下的印制电路板拆解试验,在自制的印制电路板拆解试验样机及试验设备上测试并分析了印制电路板上元器件的分离率和已拆解元器件的可重用合格率。试验表明,采用接触式冲击、非接触式冲击和振动三种拆解施力方式对于贴片元器件和直引脚插装元器件均有良好的拆解效果;为了提高废旧印制电路板元器件的分离率,应重点提高接插件的分离率;为了提高元器件的可重用合格率,应主要考虑提高100脚以上贴片元器件的可重用合格率;在试验条件下以元器件分离率为试验指标时,得到了拆解元器件加热参数最佳水平的分布范围。试验还表明,较小的冲击势能有利于保证元器件较高的可重用合格率。以上试验结果为确定面向元器件重用的印制电路板拆解工艺提供了依据,也为研制废旧印制电路板拆解设备奠定了试验基础。     

某空间小型镜头关键结构的动力学分析

为了确定某空间小型镜头中关键结构的设计是否合理,利用MSC.Patran建立有限元模型,用MSC.Nastran对其进行模态分析及正弦振动分析,通过对该结构在正弦激励下的加速度、速度、位移响应以及应力分布计算,判断在规定的振动条件下,该设计有足够的强度储备,设计合理.     

航空电子设备冷却气流致冷方式及其前景

一、概述航空电子设备中配置有各种功能的印制电路板。由于航空飞行器对电子设备的重量和体积有着严苛的要求,使得元器件在印制电路板上必须高密度地安装,从而使元器件在工作时产生大量聚集的热量,大大降低元器件的可靠性。因此,热设计是航空电子设备结构设计中必须重点解决的关键问题之一。当前所采用的冷却气流致冷方式一般分为三种形式,即冲击式,冷板式,空心板式。1.1 冲击式冷却气流直接冲击印制电路板的元器件表面将热量带走。这种冷却方式结     

通孔元器件引脚断裂分析

机载电子设备所处的工作环境非常恶劣,工作中电子设备中的功能模块经常要遭受诸如高低温、振动等不利因素的考验.文中通过介绍军用电子设备模块的生产过程,分析了振动试验过程中电子模块上元器件引脚产生断裂的原因,同时分析了模块冷板厚度对通孔元器件引脚应力影响,最后提出了解决措施以及在设计电子模块时模块冷板厚度选取应考虑的一些因素...     

某机载电子设备振动模态与频响分析

首先从模态振型叠加的角度分析了正弦激励下具有比例阻尼的系统输出位移响应,讨论了一般粘滞阻尼时系统用复模态参数表示的频率响应函数。对给定的工程算例,运用MSC.Patran和Nastran软件进行电子设备的模态分析、扫频振动以及随机振动的频响分析和数值仿真。最后基于模态叠加理论分析了系统的冲击响应问题,并计算了简化模型在给定冲击条件下的位移响应。     

MSC.Patran二次开发及其集成开发环境

PCL语言是大型有限元分析软件MSC.Patran为用户二次开发提供的实用工具.对用PCL语言进行MSC.Patran二次开发的方法和流程进行了研究,编制了胶接修理参数分析系统.通过利用批处理命令调用MSC.Patran内置预处理程序的方法,将PCL开发环境与批处理程序集成,充分利用批处理命令的强大功能,使MSC.Patran的开发更加方便快捷.     

压配合印制电路板连接器

一、概述普通接插件与印制电路板之间,一般是将接插件上插针插入印制电路板金属化孔中,然后采用焊接的方式来实现电连接。可是焊接方式有虚焊和焊点被助焊剂腐蚀的可能,潜伏着电连接失效的危险,这对于要求高可靠性的航空电子设备来说是个致命的缺点。成批生产的印制电路板与元器件的焊接都采用波峰焊,因而使印制电路板受到强烈的热冲击和化学冲击,降低了机械强度,并极易引起插针焊点间的搭锡短路,引起航空电子设备失效。     

发射阶段着陆器及关键机构动力学分析

针对着陆器在发射阶段会经历复杂而恶劣的动态环境,研究了发射阶段着陆器及关键机构收拢状态下的动力学特性。首先基于物理样机模型建立了着陆器、月球车、太阳电池帆板等机构的有限元模型;其次采用MSC.Patran/Nastran对上述着陆器整机模型进行了模态分析,研究了着陆器收拢状态下振动的固有频率及振型;最后,基于发射阶段运载火箭特定激励对着陆器整机特性进行了频响分析。研究结果表明,着陆器发射过程中,振动以着陆腿及太阳电池帆板弯曲振动为主,通过频响分析预测了着陆器收拢状态结构设计薄弱环节,研究结果可为着陆器结构改型及提高可靠性提供设计参考。     

利用模态试验和有限元分析对拱结构进行损伤识别

研究了圆弧拱结构的模态试验结果及利用MSC/Patran(Nastran)有限元分析计算模态的结果.通过对该拱结构未损伤工况、不同程度的损伤工况及加固工况分别进行模态试验和利用MSC/Patran(Nastran)进行有限元模拟计算,并介绍了拱结构的MSC/Patran(Nastran)模拟方法.结果表明利用模态试验数据能对拱结构进行损伤评估,同时还能给拱结构的加固提供一项技术指标.     

在MSC.Patran中的单位制转换

以CAE为基础的虚拟产品开发(VPD)是实现创新设计的最主要技术保障。目前,在国际上被公认的最优秀的、应用最广泛的前后处理软件首推MSC公司的Patran软件。MSC.Patran是一个集成的并行框架式有限元前后处理及分析仿真系统。进行有限元分析计算必然涉及到单位制的转换问题,否则会因单位制产生错误。介绍了运用MSC.Patran软件时,正确进行单位制的转换的方法。     

星载电路板引脚断裂问题的分析和解决

针对某星载设备信息箱中插槽式固定电路板在力学试验中出现引脚断裂这一问题,在对电路板上的元器件简化为等质量立方体的基础上,用Solidworks软件对信息箱机械结构建立了精确的几何模型,用MSC/Nastran软件进行了模态分析.在模态分析的基础上改进了电路板的结构设计,对改进前后的模型进行了模态、随机振动响应分析和试验.分析结果和试验结果都表明改进后的结构力学特性明显增强,问题得以较好解决.     

某微型车车架的模态分析

基于模态分析理论,运用HyperMesh和MSC.Patran软件建立了某微型车车架有限元模型,并对车架进行自由模态分析,从而得到车架的固有频率和振型,为进一步进行振动、疲劳及噪声的研究奠定了基础,同时也为改进结构提供了依据.     

印制电路板与元器件的抗振动冲击分析

针对电路板中元器件易损现象,运用ANSYS有限元分析软件,主要从瞬间冲击和优化设计两方面方面进行了详细分析,得出了电路板在振动和冲击条件下的变形量,依据分析结果,对原电路板中元器件进行重新布局、优化,并进行了试验验证,试验验证表明,优化后的电路板抗振动冲击能力提高,设计可靠性大大提高。     

一种机载仪器支架的固有振动特性分析

仪器支架在飞机改装工程中有着广泛的应用,可以满足各种不同尺寸规格测试仪器设备的布局与安装。基于航空航天部门通用的有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,采用模态分析的方法对一种机载仪器支架进行了固有振动特性分析,计算结果确定了结构的前10阶固有频率及其对应的振型,解决了工程实际问题。分析前,介绍了结构无阻尼自由振动方程和方程特征值在MSC.Nastran中的求解方法。     

QFP焊点形态模拟及随机振动疲劳寿命预测

针对电子设备中翼型焊点的振动可靠性问题，介绍了电子设备元器件焊点在随机振动载荷下的仿真分析的通用方法。通过Surface Evolver软件得到了某机载电子设备元器件焊点的形态预测模型，然后结合Hypermesh将模型导入到ABAQUS有限元软件中完成有限元模型搭建；在有限元软件中，对模型加载随机振动载荷，采用Steinberg模型，结合Manson高周疲劳经验公式及Palmgren-Miner线性疲劳损伤累计准则；得到了焊点随机振动载荷下的可靠性寿命，研究成果对电子设备元器件焊点的失效分析具有实用价值。     

电子设备的抗振动设计

通过对电路板、元器件的固有频率和模态的分析,讨论了电子设备的振动问题。通过结构的优化设计,提高设备的抗振动强度以及环境适应性和可靠性。     

电子设备插接件弹出损伤机理分析

为了研究电子设备在振动冲击环境中的损伤机理,以电子设备内部插接电路板组件为例,在ANSYS中建立有限元模型,对其在振动冲击环境下的损伤机理进行仿真分析。最后,在冲击试验台上对电子设备进行不同强度的冲击试验。仿真及试验结果表明,当电路板底端受到的力(惯性力)大于摩擦力(插拔力)时,电路板在插接方向出现了明显的位移,进而可判定电路板发生了弹出损伤模式。     

差模辐射和辐射抗扰性在PCB设计中的研究

在印制电路板设计阶段进行电磁兼容性(EMC)设计非常重要.分析了引起数字差模辐射干扰的原因,提出了印制电路板设计中相关问题的解决方法,介绍了较好的元器件布置及地线、电源线和信号线的设计.