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万博ANSYS的博客

2016年11月11日

导入ECAD跟踪数据,以便更好地进行热和振动分析

我们的许多客户都从跟踪导入功能中获益万博Ansys机械,它考虑了印刷电路板(PCB)或印刷电路板组装(PBA)上每层铜分布的影响,可用于热应力分析、模态、冲击和随机振动模拟。试想一下,您可以在当前花费在集中参数模型上的一小部分时间内获得必要的准确性,从而自信地做出工程决策。在这篇文章中,我将给你一个简短的概述和解释的过程。

对于那些不熟悉跟踪导入概念的人来说,重要的是要强调详细的跟踪,过孔等没有被网格化。相反,它是被映射到有限元网格的材料属性。如图1所示,该功能是通过拖放外部数据来实现的,以便将数据连接到模型任何结构模拟的单元。在引擎盖下,痕量输入函数根据每个元素中金属和电介质的分数对材料属性执行“混合规则”计算,然后将这组材料属性分配给每个有限元。在添加跟踪导入之前,您需要首先创建PCB几何形状,提取每个层的金属部分,然后计算等效的集总材料属性集。这不仅是一个耗时且乏味的过程,而且它提供的解决方案的准确性也大大降低

图1所示。Trace信息连接到结构分析中,spacecclaim用于PCB层的几何形状。

既然我们有了迹线信息而没有对迹线进行网格划分,那么PCB几何形状从何而来?万博Ansys SpaceClaim。spacecclaim三维建模软件过滤掉所有详细的轨迹信息,只将PCB层导入Ansys机械。万博万博然后Ansys机械对PCB层进行网格划分,并将空间分布的材料属性映射到它们上。

这个过程中最常见的陷阱是在将几何体导入spacecclaim的第一步:设置导入模式层拓扑.设置在ECAD文件选项SpaceClaim选项(可通过文件→SpaceClaim选项).

如果你选择层几何,您将导入所有详细的跟踪信息。注意,在图2A中层拓扑选中,则只导入PCB层,而在图2B中层几何选定的27,238个代表元件、轨迹、过孔等的实体被导入,这几乎是不可能进行网格化的。这就是我们使用跟踪导入的原因

图2。(A) ECAD文件选项中的层拓扑选择过滤了大部分细节。(B) ECAD文件选项的图层几何选择导入27,238个体,这几乎是不可能的网格。

现在几何体已经导入SpaceClaim,您可能需要为热源添加组件,或者在静态或动态结构分析中研究其附加完整性。你可以在SpaceClaim环境中这样做。重要的是要认识到PCB必须在Ansys中保持为多体组件,机械和接触元件用于将PCB连接到添加的组件。万博这意味着在SpacecClaim中,PCB的所有层必须在其自己独特的组件中,并且其拓扑结构必须共享。

即使在导入ECAD几何体时也是如此层拓扑选中后,可以导入多余的组件——这在本教程中有介绍。注意,在图3中,在导入杂散部件的STP组件下组件(STP)。你可以不勾选组件(STP)这些隐藏的部件将不会导入Ansys机械,也不会右键单击万博组件(STP)并选择移动到新组件.无论您的选择如何,拓扑结构的STP组件必须共享,如图4A所示。这创建了PCB的多体部分[整体网格],这是跟踪导入映射材料属性所必需的。

图3。导入的TGZ文件的spacecclaim屏幕截图。PCB层必须包含在它们自己的组件中。

图4。(A)为了在ANSYS Mechanical中创建多体零件,必须共享PCB的拓扑结构。(B)如果PCB上有任何其他零件或组件,则不能共享其拓扑结构,而万博是使用ANSYS Mechanical中的接触元件将它们连接在一起。

既然PCB组件具有共享拓扑,那么在spacecclaim中添加组件的技巧是首先确保没有合并选项,然后使用标尺定位组件远离PCB的边缘,如图5所示。一旦您像这里所描述的那样添加了组件,或者如果您选择移动组件(STP)对于新组件,您需要返回到图4B,并确保所有这些组件和部件的拓扑结构不是共享的。接触元件将用于将PCB连接到这些附加部件和/或组件。

图5。向PCB添加组件的技巧。在创建零件时选择“不合并”,并使用标尺定位零件(例如PCB边缘)。

在spacecclaim中定义几何形状并导入Ansys机械系统后,将轨迹信息导入PCB体中。万博如果除了PCB之外的部件已经导入,那么确保在确定导入轨迹的范围时只选择PCB主体,如图6中突出显示的那样。注意,多个pcb及其跟踪文件可以合并到相同的分析中;每个都有自己唯一的外部数据修饰符,如File1如图1和图6所示。请记住将PCB的每一层分配为电介质(通常为FR-4)几何并在import Trace下定义金属材料,如图6所示。一旦将PCB划分网格并导入跟踪信息,用户就可以查看金属部分,如图6所示。

能够导入的ECAD文件格式包括:Cadenc万博e BRD/MCM/SIP, odb++ [TGZ], Ansoft ANF, Icepak BOOL+INFO或COND+INFO。这里的示例导入一个od++ [TGZ]文件。如图1所示,如果仿真的全局CS和ECAD文件不同,则可以应用刚体转换。

指出跟踪导入函数是同一个函数可能是有用的万博Ansys Icepak已经有几个版本了。Icepak是Ansys的万博一个模块,使用Ansys Fluent求解器提供一流的电子冷却模拟。当传热以传导为主时,您还可以在Ansys Mechanical中执行热分析。万博从Icepak或Ansys机械温度分布可以很容易地映射到Ansys机械热应力分析。万博

裂纹焊点是由桥接组件体和板的丙烯酸保形涂层的玻璃过渡效应造成的。

如果您想了解更多关于跟踪导入功能的信息,我们为您提供了许多额外的资源万博Ansys结构

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