PCB Tecnico - Analisi dinamica dei componenti PCB Prova PCB?

Analisi dinamica dei componenti PCB

Per l'avionica, i guasti causati da vibrazioni e urti ridurranno notevolmente la sua affidabilità e porteranno conseguenze estremamente gravi. Il PCB appare spesso anche nei test di vibrazione in tempo reale dell'avionica. Attraverso l'analisi dinamica e la progettazione dei componenti PCB, la possibilità di guasto ambientale della prova può essere efficacemente ridotta e l'affidabilità e la qualità dell'avionica possono essere migliorate.

L'analisi dinamica si basa sull'analisi dinamica delle caratteristiche. Il modello dinamico di assemblaggio PCB può essere stabilito attraverso l'analisi dinamica delle caratteristiche. Solo stabilendo un modello cinetico accurato può essere eseguita efficacemente l'analisi cinetica. A tal fine, questo articolo tenta di utilizzare le tecniche di analisi pre-test dell'analisi degli elementi finiti (FEA) e dell'analisi modale sperimentale (EMA) per analizzare le caratteristiche dinamiche dei componenti PCB dell'avionica (come mostrato nella Figura 1), e stabilire i componenti PCB limitati modello di analisi Metadinamica.

1. Analisi limitata del deterioramento

Come tecnologia di analisi numerica matura, l'analisi degli elementi finiti (FEA) è ampiamente utilizzata nell'analisi statistica delle caratteristiche dinamiche dei componenti PCB in apparecchiature elettroniche. Inoltre, FEA può aiutare gli ingegneri a progettare componenti PCB più affidabili per prevedere potenziali guasti e fatica all'inizio della progettazione. Questo articolo prende l'assemblaggio PCB di avionica (Figura 1) come oggetto di ricerca. Le sue dimensioni (lunghezza x larghezza x spessore) sono 133,5 mm x 79 mm x 1,8 mm, che sono fissate sui quattro angoli del PCB sull'alloggiamento del dispositivo elettronico tramite viti. Le dimensioni esterne e i metodi di fissaggio dei componenti PCB sono simili ai PCB standard richiesti in termini di dimensioni e metodi di fissaggio, ma il loro spessore è leggermente più spesso. Componenti e plug-in sono assemblati con PCB attraverso la tecnologia di montaggio superficiale (SMT), e i componenti sono principalmente confezionati in BGA, QFP e SOP.

2. Modello di analisi degli elementi finiti

Parametri delle prestazioni fisiche materiali di ogni parte dell'assemblaggio PCB. Sulla base delle informazioni geometriche dei componenti PCB e delle relative informazioni sui materiali, un modello di analisi degli elementi finiti è stato stabilito in ANSYS. Poiché il risultato sono i dati di prestazioni dinamiche visualizzati dall'insieme del PCB, piuttosto che i dati dettagliati dell'assemblaggio stesso, i componenti e i plug-in vengono semplificati durante la costruzione del modello. Nello specifico, i blocchi rettangolari e quadrati vengono utilizzati per simulare i componenti e le loro forme approssimative vengono utilizzate per simulare i plug-in. Ogni parte del modello di analisi degli elementi finiti utilizza elementi solidi tridimensionali (SOLID187) per la meshing (utilizzando elementi solidi per l'intrusione della mesh). Anche se la quantità di calcolo è aumentata, il carico di lavoro del modello da CAD a CAE è notevolmente ridotto. Conducente alla promozione di applicazioni ingegneristiche), e l'uso di vincoli multipunto (MPC) per simulare la connessione tra il plug-in e il PCB. Allo stesso tempo, poiché la rigidità dell'alloggiamento elettronico è molto maggiore di quella dell'assemblea PCB, i vincoli di supporto fissi sono imposti ai fori delle viti ai quattro angoli del modello a elementi finiti per simulare il collegamento a vite dell'assemblea PCB e dell'alloggiamento all'alloggiamento del dispositivo.

3. Risultati dell'analisi della metamorfosi finita

Viene stabilito il modello ad elementi finiti del componente PCB target e il metodo Block Lanczos viene utilizzato per l'analisi modale. L'analisi modale consiste nel risolvere l'equazione caratteristica del sistema. L'equazione caratteristica di un sistema generale multi-grado di libertà può essere utilizzata per ottenere il valore caratteristico e il vettore caratteristico del sistema PCB, che è la frequenza naturale e la modalità di vibrazione del sistema di vibrazione.

Nell'analisi modale degli elementi finiti, la matrice di massa del sistema PCB è assemblata dalla matrice di massa unitaria. La matrice di rigidezza del sistema è composta dalla matrice di rigidezza unitaria nell'analisi del metamorfismo finito.

Attraverso l'analisi modale si ottengono la prima e la terza frequenza naturale e i tipi di vibrazione del gruppo PCB target fissato con quattro viti. Il tipo di vibrazione di primo ordine dei componenti PCB è piegatura di primo ordine e il secondo ordine è piegatura di secondo ordine. Il tipo di vibrazione di primo ordine è torsione e il tipo di vibrazione di terzo ordine è flessione sinusoidale dell'onda. Questi modelli di vibrazione sono simili a quattro viti fissate su una scheda standard JEDEC.