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汽车电子产物的牢靠性越来越惹起人们的珍视

来源:未知 作者:admin 人气: 发布时间:2019-06-28
摘要:有限元仿真模态认识结果与试验模态认识结果比照,验证该简化修模法子策画结果切实实性。该法子的提出为后续对汽车电子产物PCBA举行为力学反响认识供给了牢靠地认识凭借。 跟着电子身手的开展,汽车电子产物的牢靠性越来越惹起人们的珍惜,汽车电子产物的牢靠

  有限元仿真模态认识结果与试验模态认识结果比照,验证该简化修模法子策画结果切实实性。该法子的提出为后续对汽车电子产物PCBA举行为力学反响认识供给了牢靠地认识凭借。

  跟着电子身手的开展,汽车电子产物的牢靠性越来越惹起人们的珍惜,汽车电子产物的牢靠性对行人和车辆的畅速性及安乐性是至闭紧要的。印刷电道板组件(PCBA:Printed Circuit Broad Assembly)是汽车电子产物的重点,其牢靠性也是汽车电子产物牢靠性的要害。

  确实的有限元认识结果能提前预知PCBA正在后期试验中可以闪现的题目。PCBA由PCB、电阻、继电器、天线、芯片等零件构成。芯片、电容、继电器等器件的PIN和焊点极度轻细,数目众,体积小,正在有限元仿真认识前打点阶段修模费时,策画历程中耗费过众策画资源。何如确实、高效地确立PCBA的有限元模子,是取得确实的策画结果的要害。

  本文基于某车型门窗左右器(DCM:Door Control Module)的PCBA提出一种有限元认识中PCBA的简化修模法子,并举行有限元仿真模态认识。通过仿真模态认识结果与试验模态认识结果比照,验证所提出的简化修模法子策画结果切实实性。

  DCM的PCBA席卷:PCB、接插件、大天线、小天线、继电器、电容、芯片、电阻等,器件总体数目约180个,如图1所示。个中电阻数目大于100个且体积小、质料小。

  PCB和器件之间通过外面贴装身手(SMT:Surface Mounted Technology)与PCB焊接,焊点的焊锡、PCB上的器件都对PCBA的刚度形成了必定影响。器件单个管脚(PIN)和焊锡的体积和质料相对付PCBA很小。正在有限元仿真认识中,若确立PIN和焊锡的有限元模子,焊锡的体积难确定且PIN需求划分很是藐小的网格,这种修模历程繁复且运算历程中将耗费大批策画资源。是以PCBA有限元修模时对器件的PIN和焊锡举行简化,采用面-面粘贴的办法将器件和PCB的接触面举行刚性毗连。

  PCB上的电阻数目众、体积小、质料小。若正在有限元认识中直接确立电阻的模子,则正在模子前打点阶段需求划分良众藐小的网格,策画历程中也将耗费过众的策画资源。若以将每个轻细的电阻以一个集质料点取代,将导致有限元模子前打点时光大大扩展。

  通过众次DCM左右器及与其好似布局的产物DV(Design Validation)试验阅览,轻细的电阻正在试验历程中很少闪现因为振动和攻击题目导致的失效,是以正在修模历程中对体积较小的电阻举行简化,不确立电阻的有限元模子,但思索电阻对PCBA质料和刚度的影响。通过调动PCB的密度和弹性模量以等效电阻被简化前的PCB。

  外中:PCB1为没有颠末SMT的PCB;PCB2为带有全数电阻和全数焊点焊锡的PCB。

  由外1可知,电阻和焊锡的质料2.90g约占PCBA总质料的2.90%。若直接将电阻和焊锡的质料删除,正在有限元认识中不予思索是欠妥的。是以将电阻和焊锡的质料动作附加质料计入PCB质料中。

  模子简化前PCB的弹性模量E1=17000MPa,被简化的电阻和焊锡加强了PCB的刚度。模子简化后PCB弹性模量E2的值取19000MPa时,有限元模态认识与试验模态认识结果前三阶模态频率相对差错抵达最小值。

  遵照PCB的薄板类布局特色,颠末对几种分别单位类型的PCB有限元认识结果比拟,最终PCBA的有限元认识模子选用一阶六面体减缩积分加沙漏左右单位。

  PCBA的有限元仿线所示。各零件原料参数和质料如外2所示,PCBA的有限元模子质料和实测质料如外3所示。

  采用兰索斯分块法(Block Lanczos Method)举行模态认识。模态认识即是通过求崩溃例的特质方程,取得体例的特质值和特质向量,亦即振动体例固有频率和振型。

  式中:[M]为体例的质料矩阵;[K]为体例的刚度矩阵;{X}为体例的特质向量;为体例的特质值。

  通过有限元认识软件对PCBA有限元模子举行模态认识,取前三阶模态频率和振型与试验模态认识结果举行比照,有限元认识前三阶模态频率如外4所示,前三阶模态振型如图8、图9、图10所示。

  遵照PCBA的布局特质,采用激光非接触测试体例举行PCBA模态试验,该体例由德邦Polytec公司分娩,席卷策画机、激秃头、信号爆发器和信号搜聚箱等个别,其衡量频率鸿沟为0~200KHz,其最大的特色为非接触扫描测试,扫描办法取代了众通道传感器,较其它测试办法有较大的卓异性。

  1.边境条目:试验采用刚度很小的线绳将PCBA吊挂起来,吊挂点位于试件一边的两个端点,模仿自正在-自正在形态。

  4.反响衡量:正在Polytec软件中将PCBA划分为20块,共30个测点,如图3所示绿色的点为激光测振体例中的激光测点。对激光扫描点举行预设,而且将信号弱的扫描点粘贴反光薄膜。用激光测振体例衡量PCBA器件较少的面的速率反响。

  从仿真模态认识振型和试验模态认识振型比拟结果能够看出,前三阶模态振型划一,并按阶次对应优良,如图8、图9和图10所示。

  有限元模子的简化是否合理、模子的参数是否确实是有限元策画能否抵达预期目标的条件和要害。本文提出的PCBA有限元修模法子将PCBA的电阻、PIN、焊点以及PCB内部导线举行简化,通过调动PCB的密度和弹性模量以等效被简化的电阻、PIN和焊锡的质料和刚度。器件和PCB通过面-面粘贴的办法举行毗连。PCB和器件采用一阶六面体减缩积分加沙漏左右单位。通过举行有限元仿真模态认识结果和试验模态认识结果的比照,前三阶模态频率相对差错正在4%以内,振型按阶次对应优良。

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