热力耦合作用下薄壁均热板的力学特性分析

随着航天技术的快速发展，高功耗、大尺寸电子元件的散热问题亟待解决。基于被动式两相热输运机理的大面积薄壁均热板提供了一种有前景的高效散热选择，同时大面积、薄壁的结构特点也为其流-热-力耦合设计带来了一系列挑战。基于弹性力学理论与有限元分析方法，分析了承力单元各结构参数的力学构效关系，并研究了在不同压力场、温度场、热-力耦合场下腔体应力的变化规律。仿真结果表明，承力单元最大应力与孔隙率、承力柱直径呈指数关系。当只考虑腔体内部温度场时，腔体热应力与承力柱直径正相关，与孔隙率和板厚负相关。温度场和压力场在承力结构的不同部位会导致不同的拉、压应力效果，腔体的表观最大应力受到温度场与压力场两种作用相互叠加或抵消的影响。