Тепловое моделирование в системе ANSYS ICEPAK, Результаты моделирования в системе Ansys Workbench - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

Тепловое моделирование было проведено в системе ANSYS Icepak. При заданных условиях окружающей среды (температура +40 ОС), температура на корпусе микросхемы была более 100 ОС. Такая температура является довольно высокой и близкой к критичному значению в 155 ОС, поэтому было принято решение установить медный радиатор, размером 30 Ч 30 мм. Это позволило снизить температуру на корпусе микросхемы до 87 ОС. Результаты исследования показаны на рисунках 3.2 и 3.3.

результаты тепловых исследований, вид сверху

Рис. 3.2 Результаты тепловых исследований, вид сверху

Рис. 3.3 Результаты тепловых исследований, вид снизу

Результаты моделирования в системе Ansys Workbench

Первым исследовалось воздействие на устройство линейного ускорения в 10000g. Главным условием является то, что при таком воздействии, корпус микросхемы не должен деформироваться. Результаты исследования представлены на рисунке 3.4.

результаты воздействия на устройство линейного ускорения в 10000g

Рис. 3.4 Результаты воздействия на устройство линейного ускорения в 10000g

Из рисунка видно, что, несмотря на солидную деформацию печатной платы, корпус устройства не деформировался - линии ровные. Из полученных результатов можно сделать вывод, что при таком воздействии, сначала сломается печатная плата, на которой установлена микросхема, но сам корпус устройства останется целым, что удовлетворяет требованиям ТЗ.

Для дальнейших исследований на конструкцию подаются сначала синусоидальные, потом случайные вибрации. Выходным результатом является АЧХ - амплитудно-частотная характеристика, зависимость линейного отклонения по оси Z от частоты вибраций. Результаты воздействия случайных вибраций представлены на рисунке 3.5.

результаты воздействия на конструкцию синусоидальных вибраций

Рис. 3.5. Результаты воздействия на конструкцию синусоидальных вибраций

На рисунке 3.6 эти результаты показаны в виде таблицы.

результаты воздействия на конструкцию синусоидальных вибраций в виде таблицы

Рис. 3.6 Результаты воздействия на конструкцию синусоидальных вибраций в виде таблицы

Далее на конструкцию подаются случайные вибрации. Выходным результатом также является зависимость линейного отклонения от частоты. Результаты исследования были определены для двух точек - на крышке корпуса и на печатной плате (рисунки 3.7 и 3.8).

результаты воздействия на конструкцию случайных вибраций (данные с датчика, расположенного на крышке корпуса)

Рис. 3.7 Результаты воздействия на конструкцию случайных вибраций (данные с датчика, расположенного на крышке корпуса)

результаты воздействия на конструкцию случайных вибраций (данные с датчика, расположенного на печатной плате)

Рис. 3.8 Результаты воздействия на конструкцию случайных вибраций (данные с датчика, расположенного на печатной плате)

Из результатов видно, что резонанс в заданном промежутке частот не наступает, но корпус микросхемы более вибронагружен, чем печатная плата, на которой он располагается.

Также необходимо отметить, что для более точных результатов исследования, нужно для каждого из материалов конструкции точно определить некоторые его свойства - коэффициент теплового расширения, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, модуль объемного сжатия и модуль сдвига. Пример таблицы с параметрами материала приведен на рисунке 3.9.

Рис. 3.9 Таблица с параметрами материала крышки корпуса (алюминий)

Похожие статьи




Тепловое моделирование в системе ANSYS ICEPAK, Результаты моделирования в системе Ansys Workbench - Разработка ячейки вычислительного модуля на базе мультиядерного микропроцессора цифровой обработки

Предыдущая | Следующая