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电子电气

一.用SolidWorks设计的电子产品


















二.为电子产品行业设计更好的产品





三.当前电子行业的设计趋势:

  1.更高的复杂性 
     ● 零部件的发展使 ECAD 软件的复杂性达到了新的高度

  2.更大的封装密

     ● 更小的空间中包含更多的功能
     ● 竞争推动优化

  3.强力冷却
     ● 增加的功能促使在更小的机壳中实现更复杂的设计   

  4.可回收再用 — 遵守 RoHS (有害物质使用限制)
     ● 遵守规范以便在外国市场中销售产品   


四.软件取代硬件
软件嵌入式的系统正取代电子机械接口







五.电子行业所面临的挑战:

  1.产品上市时间
      ● 竞争不断加剧的前景要求缩短产品上市时间。
      ● 由于缺乏通用零部件的标准化,导致零部件的概念开发和采购过程受延误,并造成可靠性 问题。

  2.更高的 ECAD 复杂性
      ● 半导体技术的进步已经使 ECAD 变得越来越 专业 — 即越来越难以使用。

  3.RoHS(有害物质使用限制)
      ● 国际环保标准 — 必须遵守 RoHS 才能在全球 经济环境下销售产品。



六.SolidWorks 解决方案的优点

  1.确定零部件规格
     ● 3D Content Central 提供对最新供应商零部件的轻松访问 
     ● 直接在 SolidWorks 模型中建立的材料属性的详尽列表

  2.封装设计
     ● 易于使用、SWIFT、多实体和多种配置,便于快速构思 PCB 布局和零部件。 
     ● 动态装配体,利用干涉检查快速确定零部件位置
     ● 用于电缆缆束的 SolidWorks Routing 集成解决方案 

  3.PCB 设计
     ● 通过 IDF 导入到 SolidWorks
     ● 黄金拍档解决方案,解决扩展的双向互操作性 

  4.制作样机
     ● 直接将 SolidWorks 概念转换为 RP(快速原型)模型
     ● SolidWorks FlowSimulation,用于制作供热分析使用的“虚拟”样机。

  5.交付生产
     ● 自动为零部件缆束和整个装配体生成工程图。
     ● 在 3D MCAD 行业中拥有数量最多的数据转换器







七.用SolidWorks提供的解决方案设计更好的产品

热分析  例如:PCB板上芯片的热分析

● 评估温度变化
      稳态、瞬态(随时间变化)
● 模拟不同的热传递方式
      对流,传导、辐射
      时间相关性
● 在分析中使用恒温器控制热源开或关
● 通过接触条件仿真热阻
● 对温度-结构复合场仿真能力
      热应力
      收缩,膨胀




八.芯片/散热器 设计

过手算:




不同的方程式对应不同的热传递方式和热阻


仅仅是针对一个芯片或者一个芯片就要进行大量的计算。每当模型更改,工程师该怎么办?如果要展现热传递随时间的变化,手算能解决吗?







九.PCB板上芯片的热分析

SolidWorks使用的有限元模拟方法。所有的分析演算,只不过是基于三维模型的操作。

  ● 应用:芯片/电容,换热器
  ● 在PCB板设计
  ● 电源设计
  ● 主板设计
  ● 散热片形状优化







十.热应力计算

  1.主板的热应力计算
  2.导入流体分析或者热力分析的温度结果


过右边的色彩值,可以看出云图中相应颜色所在部位的应力值。

SolidWorks Flow Simulation:流体分析

Flow Simulation 应用于各行各业



十一.频率仿真

  1.检查以下响应
     破坏的原因
     从根本上避免
  2.求解系统的自然频率
  3.了解每一阶频率的振动形状
  4.了解质量参与因子
  5.支持预应力刚度的影响





十二.频率分析

安装好所有零件后的主板前四阶频率的模态






十三.掉落测试

  1.直观且易于操作
  2.研究装配体中部件的移动和相互作用
  3.求解以下碰撞结果
     ● 应力、变形、力、加速度等
  4.可以指定
     ● 跌落高度、碰撞速度和碰撞角度
  5.跌落的目标可以是
     ● 刚性地面
     ● 弹性地面如地板,混凝土



十四.形状优化设计

  1.形状优化可以帮助:
    ● 找到最佳选择方案
    ● 缩短上市时间
    ● 减少成本和重量
    ● 保持竞争性
    ● 改进产品质量


  2.自动实现基于设计意图的最佳设计
  3.任何SolidWorks 尺寸可以作为优化参数
  4.施加约束用于保证在优化时满足应力要求




十五.寿命预测研究(疲劳分析)

  1.预测产品的寿命
  2.修改已有的设计以延长工作寿命
  3.在周期性载荷下的性能
     ● 恒定幅值/变幅载荷
     ● 输入物理测试载荷谱
     ● 多重载荷叠加


  5.不同的材料可以具有不同的材料S-N曲线
  6.识别临界损伤区域
     ● 总寿命, 损伤damage, 疲劳安全系数
  7.3D 雨流和损伤图表