CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化

通过对 CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析 ,得出了 CCGA焊点形态主要参数与热疲劳寿命之间的关系表达式。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式 ,采用优化程序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化 ,得到了优化后的焊点形态参数。     

PBGA焊点形态参数对热疲劳寿命的影响

焊点形态参数直接影响ＳＭＴ焊点的可靠性,为了建立ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命的关系,利用ＢＧＡ焊点成形软件得到焊点形态,采用ＰＢＧＡ阵列数学分析与关键焊点非线性有限元分析相结合的方法得到关键焊点内的最大总应变值,利用热疲劳寿命计算公式得到焊点的热疲劳寿命。通过分析和数据处理得到ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命之间的关系曲线,并总结出焊点形态参数对热疲劳寿命的影响规律及它们的关系表达式。     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是 SMT焊点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中 ,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效。以 CCGA焊点为例 ,利用 CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果 ,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型 ,从而建立了 CCGA焊点可靠性分析模型 ,采用三维有限元方法分析了 CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。在此基础上 ,对 CCGA焊点疲劳寿命进行了计算     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是SMTO时点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效,以CCGA焊点为例,利用CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型。从而建立了CCGA焊点可靠性分析模型,采用三维有限元方法分析了CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程,在此基础上对CCGA焊点疲劳寿命进行了计算。     

PBGA焊点形态成形和可靠性CAD研究

焊点可靠性是ＳＭＴ产品的生命,焊点形态几形态参数与焊点可靠性直接相关。通过以ＰＢＧＡ焊点形态成形ＣＡＤ和焊点热疲劳寿命可靠性ＣＡＤ研究为例,包括成形建模、形态预测、模型转换、应力就变分析、热疲劳寿命计算以及热疲劳寿命与焊点形态之间的关系建立等步骤,提出ＳＭＴ焊点形态成形ＣＡＤ和可靠性ＣＡＤ一体化的优化设计思想,并对其实现方法进行了分析研究,给出了具体实现步骤和研究结果。     

超高强钢焊点的S-N对数正态分布

为了研究超高强钢焊点的疲劳性能,以22Mn B5点焊结构为研究对象,采用中频伺服点焊设备对2 mm厚试件进行了焊接.利用高频疲劳试验机、激光补焊设备和光学显微镜,研究了不同焊接工艺参数下试件的S-N曲线.结果表明,焊接时间与电流参数会对高应力等级焊点的疲劳寿命产生明显影响,而其对低应力区焊点的疲劳寿命影响较小.合理的工艺参数可以有效提高焊点的疲劳寿命.利用激光工艺对焊点的微小圆周薄弱区进行补焊后,可以有效增强焊点的结构强度.     

正火45钢切口件带存活率的寿命曲线表达式及寿命估算

实验测定了正火４５钢切口件的疲劳寿命曲线，给出了具有理论疲劳极限的能覆盖全部寿命范围的疲劳寿命表达式，对实验结果的统计分析表明，同一应力水平下的疲劳寿命遵从对数正态分布。疲劳抗力系数和理论疲劳极限亦遵从对数正态分布。依据疲劳抗力系数和理论疲劳极限的概率分布，求得了Ｐ─△σｅｑｖ─Ｎ曲线表达式，且与实验结果符合很好。根据４５钢的拉伸性能和疲劳极限，对４５钢疲劳寿命进行了估算，估算结果与实验结果符合较好。     

不同轴压比下钢筋混凝土柱的低周疲劳性能

在通过系列试验建立了中等偏低轴压比下，矩形截面钢筋混凝土柱对称位移循环和非对称位移循环低周疲劳寿命表达式之后，本文再利用一个试验系列对中等偏高轴压比下对称位移循环和非对称位移循环钢筋混凝土柱在不同延性系数下的低周疲劳寿命进行了试验研究。根据研究结果给出了较高轴压比下的低周疲劳寿命表达式，并在此基础上建议了适用于一定范围轴压比的钢筋混凝土柱低周疲劳寿命表达式。     

不同轴压比压下钢筋混凝土柱的低周疲劳性能

在通过系列试验建立了中等偏低轴压比下，矩形截面钢筋混凝土柱对称位移循环和非对称位移循环低周疲劳寿命表达式之后，本文再利用一个试验系列对中等偏高压比比下对称位移循环和非对称位移循环钢筋混凝土柱在不同延性系数下的低周疲劳寿命进行了试验研究。根据研究结果给出子较高轴压比下的低周疲劳寿命表达式，并在此基础上建议了适用于一定范围轴压比的钢筋混凝低疲劳寿命表达式。     

带裂纹自增强设备的疲劳寿命估算

文中分析了内壁含有纵向裂纹的厚壁圆筒的应力强度因子的表达式，指出其中自由表面影响系数的Ｎｅｗｍａｎ－Ｒａｊｕ解是计算厚壁圆筒疲劳裂纹扩展寿命的首选表达式，同时还指出自增强处理能大幅度提高疲劳裂纹的扩展寿命，１００％的超应变处理有最长的疲劳寿命     

再热内可逆卡诺热机分析

导出了具有再热过程内可逆卡诺热机输出功率、循环效率的表达式，分析了具体再热过程内可逆卡诺热机参数与输出特性的关系，利用有限时间热力学的方法，求得了中间过程对输出特性的影响，以达到通过中间过程来优化循环的目的。     

拉伸超载对40CrNi2Si2MoVA超高强度钢冲击疲劳性能的影响

本文研究了拉伸超栽对40CrNi2Si2MoVA超高强度钢冲击疲劳性能的影响。结果表明，在一定范围内，拉伸超载可延长冲击疲劳裂纹起始寿命，而对裂纹扩展寿命无明显影响；超载后在试样缺口根部造成的残余压应力是引起该钢超载效应的主要机制。最后，给出了超载后冲击疲劳裂纹起始寿命Ni与残余应变εR之间的关系表达式。     

非对称位移循环下钢筋混凝土柱的低周疲劳性能

为了利用屈服后位移幅值与低周疲劳寿命之间的关系，建立抗震钢筋混凝土结构的更为合理的破坏准则，在完成了对称位移循环下钢筋混凝土柱低周疲劳性能的第一个试验系列后，着重介绍六根非对称位移循环下钢筋混凝土柱的累积损伤发育特点及其低周疲劳寿命随位移幅值和正负位移幅值比的变化规律，并在此基础上给出了低周疲劳寿命与不同位移水平下正负位移幅值比之间关系的表达式。     

4Cr_2NiMoV模具钢热疲劳性能的研究

本文首次实验研究了新型热锻模具钢4Cr_2NiMoV 的热疲劳裂纹起始寿命及其规律.根据修正后的 Manson-Coffin 公式以及热应力引起的应变范围,导出一个新的描述热疲劳裂纹起始寿命的表达式,并用4Cr_2NiMoV 钢实验结果验证上述表达式是可行的.此外,本文还简要讨论了热疲劳裂纹扩展及断口形貌的特性.     

电连接器激光软钎焊焊点的热疲劳寿命预测

通过建立Micro-USB电连接器有限元模型，采用Anand统一性本构方程描述焊点在循环温度载荷作用下的力学行为；借助ANSYS软件分析模拟焊点应力应变分布和变化情况；运用基于塑性应变的Coffin-Manson方程，计算激光软钎焊焊点在热循环温度作用下的热疲劳寿命。结果表明，电连接器激光软钎焊焊点在热循环作用下，最大应力应变位于中间部位的焊点与金属Pin相互接触处，其疲劳寿命最低，为1 146次，从而确定易发生失效的危险部位。该结论可为电连接器的设计、制作和测试提供理论依据。     

不可逆卡诺热机的性能界限

用有限时间热力学方法分析不可逆卡诺热机循环性能，考虑工质与高、低温热源问换热器的热阻损失和循环工质内部的不可逆损失，以循环周期为优化函数，导出不可逆卡诺热机最短循环周期与冷热源熵变化量的关系并得到了热力学第二定律的类比表达式，获得了最佳效率，热源熵变化量和循环周期的优化关系，由此对不可逆卡诺热机的效率、输出功率、冷热源熵变化率和工质在两个等温过程中的温度等参数作了较详细的讨论，所得结论可为不可逆卡诺热机的优化设计和最佳工况选择提供新的理论途径。     

陶瓷球栅阵列封装热致疲劳寿命分析

建立改进的整体与局部(global/local)相结合的有限元模型,并用模型对FF1152(1152-Ball Flip-Chip Fine-Pitch BGA)中的复合焊点用有限元软件MARC进行应力应变以及塑性功累积分析,确定了最危险焊点位置;同时根据以上分析结果,采用Darveaux等人提出的塑性能量累积方程,在循环温度0～100 ℃的加速失效条件下,预测危险焊点的热疲劳寿命,所得结果与国外相关文献数据相一致.首次利用Nastran软件的优化功能和手动拟合相结合的方法确定等效焊点的等效参数,与真实焊点的比较结果显示,等效的结果总体误差为3.01%,表明改进的三维有限元模型是非常准确而有效的分析模型,并可以用来方便地分析不同类型的SMT封装.     

基于正交设计的QFN焊点三维形态建模与预测

采用基于最小能量原理和有限元数值分析方法的Surface Evolver软件,建立了四方扁平无引脚器件(QFN)焊点三维形态预测模型;选取焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度作为4个关键因素,采用水平正交表设计了9种不同的QFN焊点工艺参数水平组合,建立了这9种焊点的三维形态预测模型,得到了不同工艺参数水平组合下的QFN焊点形态;焊盘长度、焊盘宽度、焊料体积、间隙高度等工艺参数的改变对QFN焊点的三维形态均有影响.     

疲劳裂纹起始的超载效应及新的寿命估算模型

本文根据对LY 12-CZ铝合金的疲劳裂纹起始超载效应的实验研究结果,提出了完善的疲劳裂纹起始寿命表达式和新的疲劳裂纹起始寿命估算方法。上述裂纹起始寿命表达式揭示了裂纹起始寿命与切口构件几何、循环加载条件、拉伸性能、裂纹起始门槛值以及超载应力幅之间的关系。考虑了裂纹起始的超载效应,提出的估算变幅载荷下切口构件裂纹起始寿命的新方法,不作任何工程修正,估算的裂纹起始寿命与实验结果符合很好。     

PBGA无铅焊点应力应变数值模拟及寿命预测

本文对焊点材料为Sn3.8Ag0.7Cu的PBGA封装器件进行了3-维有限元数值模拟.以Aand统一粘塑性本构方程描述无铅焊点的粘塑性行为,研究了在温度循环载荷下焊点阵列等效应力和塑性应变的分布规律,找出了实体模型中最大应力和应变的焊点位置;分析了最大应变焊点的等效应力周期性变化和等效塑性应变累积的动特性曲线;基于Manson-Coffin焊点疲劳寿命模型,对关键焊点进行了寿命预测,疲劳寿命值为3.851×103循环周期.