机柜抗震分析

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1、机柜抗震分析Abaqus软件被广泛用于机械，电了，土建等领域的抗震和冲击方面的分析。在进行震动和冲击方面的应用中，Abaqus的优势垠大体现在结合了隐式求解器和显式求解器的优点：隐式求解器Abaqus/Standard适于进行基于频域的动力学分析：自振频率提取（对人规模模型可以采用并行的Lanczos特征值提取器），模态动力学，慕于模态和直接积分的稳态动力学分析，随机响应分析，响应谱分析等等。以上所有分析可以基丁线性或者非线性的状态进行（如考虑结构预载荷的频率提取分析），通过stepbystep的分析方法來实现多

2、步骤的分析。结构基础的位移，速度或加速度町以设置成随时间变化（模态动力学）或随频率变化（稳态动力学）。除此Z外，Standard还提供了在时域上积分的隐式动力学分析和复频率提取分析。显式求解器Abaqu^Explicit适丁-进行基于时域的动力学分析：该方法尤其适丁-髙度非线性的鬆动和冲击问题的分析，如考虑塑性，接触，材料失效等效应的问题。该方法可以在时域上精确地捕捉结构的响应历程，但所消耗的计算机资源比基于模态的动力学要大许多。对于大规模模型，可以采用基于域分解的单机多CPU和多机并行（MPI）功能來加速的显式

3、积分的求解速度。苗于以上两个求解器均为Abaqus自己开发的产品，二者的结合非常紧密，其输入文件的语法格式完全-•致。在前后处理模块Abaqu^CAE中，还允许用户对同一有限元模型方便地在这两种分析方法中切换，并保留以前分析中定义好的载荷，接触，边界条件等内容，这为用户对同一个问题釆用不同算法进行分析提供了方便的途径。Abaqus还可以方便的进行子模型的分析，并且隐式和显式求解器均支持该功能。这対大规模模型的雇动分析很有帮助：整体模型的网格可以比较粗进行结构整体响应的分析，而最可能发工破坏的地方局部需要进行网格加

4、密，可以作为一个子模型单独进行分析而把整体计算的结果作为边界条件施加到子模型上。Abaqus提供了丰富的材料模盘库，用户可以方便的选择包括金属，工程塑料，泡沫材料等多种材料本构模型，可以考虑材料的塑性,损伤，失效，温度相关等非线性效应,用户还可以利用Abaqus的用户子程序的功能进一步添加自己所需要的材料模型。Abaqus提供了丰富的单元库，其中的实体壳单元（SC8R,SC6R）可以让用户不必抽取中面就能够模拟薄壁结构的相互接触作用，并允许单元的边长比很人；修正的二阶「节点四面体单元（C3D10M）允许用户快速的

5、划分网格并确保单元的计算粹度很高；连接单元（connectorelements）提供了广泛的机构连接方式來模拟各种机构部件之间的连接关系，如钱接，焊点，万向接头等，甚至可以考虑连接单元的失效來模拟机构部件在震动和冲击作用下互相之间的脱开。Abaqus提供了广义刚体功能，模型屮的任何一部分允许是变形体，也允许是刚体，甚至是显示体（仅显示出模梨的形状不参M有限元计算），这就为人规模模型的动力学计算提供了方便的途径，用户对以仅把最关心的模型部位作为变形体，而其他部位作为刚体，当初步的分析完成后，对以再步一步把刚体转化成

6、变形体，最终获得符合实际的结果，该功能使得用户对分析过程的控制非常方便。热传导和热应力问题：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人的热应力，导致封装失效。Abaqus具有强人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、髙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。Abaqus包括51种纯热传导和热电耦合单元，83

7、种隐式和显式完全热固耦合单元，覆盖杆、壳、平面应变、平面应力、轴对称和实体各种单元类型,包括一阶和二阶单元，为用户建模提供极大的方便。右图是台湾新竹清华人学采用Abaqus分析BGA焊点热应力和热应变的模型图。Abaqus还是世界上各人汽车厂商分析发动机中热固耦合和接触问题的标准软件，如奥地利苦名发动机工产商AVL在口己的发动机分析软件AVL.Excite屮嵌入Abaqus作为求解器。下图为采用Abaqus分析得到的某电路板的温度场分布云图。典型应用：塑料、陶瓷、金属封装等各种封装纽件在温度载荷下的变形和受力、I

8、C芯片和慕板之间的导热、封装材料界面间的热传导、板上元件的强制对流散热、散热片通过空气的辐射散热等热疲劳问题：山于受热导致的应力和应变在温度循环下会造成封装材料疲劳失效,如倒装焊屮的焊点和表面贴装屮的引线热疲劳问题。Abaqus/Standard屮的直接载荷循环分析功能提供了预测承受热载荷的弹塑性结构的低周热疲劳寿命。更复杂的疲劳问题可以通过AbaqusSafe模块來实现