电子行业研发设计的仿真需求
结构仿真:电子产品相关的强度、振动、拉拔力、抗冲击、跌落等分析
热仿真:热传递、热应力、散热、热焊接、热残余应力等分析。
机构运动:机构的运动规律特点,以及控制结构的运行形式等。
疲劳仿真:结构疲劳寿命,以及零部件的老化分析。
电磁仿真:电磁兼容、电磁力,天线、线缆束的布局等。
优化设计:DOE试验设计,材料、厚度、形状等优化选择,结构优化减重设计。
多物理场仿真:结构-温度场耦合、电磁-结构耦合、电磁-热-结构耦合。
1)电子产品结构强度分析
OptiStruct具有线性、非线性强度分析能力,近期新版本的非线性能力具有极大优势,特别是对于滑移接触分析能力的提升,可用于电子产品强度分析,插拔分析,以及大变形分析。
2)电子产品热分析
OptiStuct支持线性稳态、瞬态传热和非线性稳态传热分析,可以与AcuSolve进行热-固耦合应力分析。
3)电子产品疲劳寿命分析
OptiStruct的疲劳分析用户只需直接在一个模型中定义静力分析和疲劳分析工况,支持S/N高周应力疲劳和E/N低周应变疲劳分析功能。
4)电子产品动力学响应分析
模态分析和随机振动是电子行业,尤其是国防电子行业的标准试验和分析类型,可用于考虑共振、地震、风载等对电子设备的影响。
5)手机冲击、跌落仿真及其优化
在跌落测试中,存在于屏幕盖和支撑板间的间隙将引起LCD屏幕的弯曲和高应力产生。为此,考虑在间隙中加入一个垫片,以吸收手机跌落变形时的冲击力,减少手机变形程度。然而,垫片厚度、尺寸、以垫片材料等参数却很难通过传统手段快速确定下。采用RADIOSS+HypeStudy进行联合优化,可以快速得出垫片所需参数,并保证能降低应力指标。优化后的阻尼器垫片使得LCD的最大应力降低达10%
6)电子设备支撑基座的拓扑优化和尺寸优化
雷达、太阳能电池板等大型的电子设备的结构支撑件,可以通过OptiStruct的拓扑优化功减少结构材料用量,通过尺寸优化确定最优的零件厚度。
7)电磁力引起的振动噪声
在电机类产品中,电磁力往往是交变力,其对设备结构响应的作用不可忽略,其中一个影响就是电磁力会使电机设备产生振动噪声。Altair Flux可以很方便地仿真电机设备中的电磁力,而OptiStruct则与Flux耦合,实现结构-电磁联合仿真,探究电磁力对设备的影响。
8)天线罩体热-结构-高频电磁耦合仿真分析
天线罩的热-结构-高频电磁耦合仿真由OptiStruct和Feko联合实现。其中,OptiStruct定义热载荷,进行热-结构的耦合分析,得到结构变形结果,而Feko求解器则用于高频电磁仿真。