电子行业是有限元分析应用的一个重要领域。随着全球电子工业的飞速发展，电子产品的设计愈来愈精细、复杂；市场竞争要求电子产品在性能指标大幅度提高的同时，还要日趋小型化。电子产品跌落、新型电子材料的研发和制造、音频设备声场特性的设计和评估、电子产品的热力仿真、芯片封装的热分析等的力学仿真是电子领域中很深入、复杂并极具挑战性的课题，需要多门学科的理论和方法的综合应用。针对电子领域关注的各种线性、非线性、热力耦合，湿热耦合，跌落、开裂等力学问题Abaqus有针对性的提供了相应的有限元分析解决方案。Abaqus的有限元分析能力已经被全球各大电子生产和设计单位所检验并得到了广泛的认可。目前Intel、Motorola、Nokia、Toshiba、Philips等世界知名的电子企业都是Abaqus软件的重要用户。

 今天，有限元科技小编给大家分享的是：Abaqus如何通过PCB扩展模块提高电子产品的综合性能。

 Abaqus中PCB扩展模块

 随着PCB设计的不断复杂，急需提出有创新、高效的算法。由SIMULIA南部区域工程师创建的PCB建模扩展模块，可高效的进行PCB的建模以及物理性质的仿真计算，从而缩短了产品研发周期并且降低了原型成本。PCB建模扩展模块与Abaqus/CAEfeatech.com.cn完全结合在一起，基于广泛应用的IDF（中间数据格式）技术，自动导入PCB几何模型并划分网格。可使用多种过滤器来控制几何模型的建立，如导入元件的尺寸以及预包含钻孔的直径。如果IDF数据不可用，可通过PCB建模器手动定义板及元件的几何模型。下图为PCB几何建模。

 结构/强度分析

 Abaqus强大的线性和非线性功能非常适合大型电子设备的结构分析，如增强的接触模拟功能，采用面面接触算法，可以考虑壳厚度、灵活的TIE约束、方便地施加螺栓预紧力、自动接触稳定性控制，防止刚体位移导致的不收敛、弧长法做结构失稳的屈曲分析、结合线性模态动力学（包括自振频率提取，模态动力学，基于模态和直接积分的稳态动力学分析，随机响应分析，响应谱分析）和显式非线性动力学进行结构的振动、冲击、破坏等动力学模拟。下图为硬盘支架强度分析。

 多体动力学分析

 Abaqus提供的多体动力学分析功能为机械设备的操纵和传动系统等机构分析和运动过程模拟等提供了强有力的工具。在此基础上，作为功能强大的有限元分析软件，Abaqus还可以对结构运动过程中的变形和应力分布情况进行实时的模拟和分析。截止到目前，考虑非线性的机构和结构耦合分析功能仍然是Abaqus所独有的。下图为相机镜头旋转分析。

 热性能/热传导/热应力分析

 由不同材料组成的封装组件在温度变化的环境下会产生很大的热应力，导致封装失效。Abaqus具有强大的热固耦合分析功能，包括：稳态热传导和瞬态热传导分析，顺序耦合热固分析，完全耦合热固分析，强制对流和辐射分析，热界面接触，热电耦合等等。可以定义从简单弹塑性模型到随温度变化材料常数的热塑性、热硬化性、高温蠕变等复杂材料模型，来模拟金属、聚合物、复合材料等电子材料的热学和力学性质。下图为PCB热应力分析图。

 机械冲击/跌落测试模拟

 跌落和碰撞问题一般需要采用显式动力学方法进行求解，考虑装配预应力的跌落和碰撞分析需要结合隐式和显式的方法进行求解。Abaqus/Standard和Abaqus/Explicitwww.featech.com.cn中均提供10结点的修正四面体单元，模拟接触问题精度很高，并且两个求解器的模型可以无缝转化，这样为进行冲击和跌落分析提供了一种快捷、精确的方法。所以世界上重要手机和汽车生产商如摩托罗拉、诺基亚、宝马等都首选Abaqus作为跌落和碰撞分析的求解器。下图分别为台式机箱的冲击仿真。

 优化设计和寿命分析

 FPC是手机中比较容易发生破坏之一，为破坏分析更加准确，算例结合FPC的实际结构，应用双层层结构来模拟FPC模型，材料模型选用五层二维各向异性层材料模型，并在层材料上采用分区处理以更加准确的模拟FPC的铜线层，分析结果如下。

 Abaqus是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。Abaqus包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库，并拥有各种典型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能。

 有限元科技上期已经举办了Abaqus基础培训，本期将举办Abaqus应用培训课程，培训对象为：结构工程师、热设计工程师、CAE分析师、热分析工程师、仿真工程师、二次开发工程师等，使学员对Abaqus软件从入门到精通。有限元科技提供专业的CAE培训， 内容涉及结构、冲击、热、CFD等各个专业领域，辅助各行各业共同推进CAE事业。可根据自身情况联系深圳市有限元科技有限公司官网客服QQ：2039363860韦小姐，预约培训时间及定制个人培训方案。

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