空调控制器PCB板溃缩强度计算与结构优化

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论述如何有效优化空调钣金结构设计

论述如何有效优化空调钣金结构设计

论述如何有效优化空调钣金结构设计摘要:随着我国经济的发展,空调设备已经广泛应用到各行各业。

不同的使用场合对设备的设计要求不同。

钣金结构是中央空调机组末端设备的重要组成部分,本文从实际工作经验出发,主要针对末端空调机组的钣金结构设计,论述设计过程中的注意要点。

关键词:空调钣金引言在空调钣金件生产过程中,点焊已经成为焊接的重要工序,点焊质量的优劣直接影响产品焊接的质量,也对产品的外观有一定的影响。

因此,提高点焊的质量对产品的质量有重要的意义。

本文通过对空调用钣金件在点焊过程中产生的缺陷进行分析,可以对点焊的缺陷起到预防作用。

一、空调钣金结构设计流程末端机组的组成可以分成外购件和自制件两大类。

而设备的钣金结构组成,主要都是自制件。

(1)设备的整体结构设计。

设计时,首先根据设计方案及合同订单要求的产品型号、规格,确定机组的外形尺寸。

再根据各企业的设计规范,进行箱体结构设计。

箱体设计主要包括底座、面板、框架的设计。

(2)功能部件钣金件的设计。

对于外购的零部件,主要根据零部件外形及安装尺寸,进行安装固定件的钣金设计。

对于风机电机等运动部件,或重量较大的功能部件,除了相应的安装固定钣金件设计,还需要增加相应的加强件。

而对于过滤器等非运动部件,只需增加安装板、加强固定板等钣金件。

对于自制的功能零部件,如自制表冷盘管、自制热水盘管等,首先要进行功能部件的设计。

确定功能部件的外形尺寸、安装尺寸等,再进行对应的安装件、固定件、加强件设计。

此外,对于不同位置的密封要求,要进行相应的密封钣金件设计。

(3)装配图设计。

箱体、功能部件及相关零配件设计完毕后,要对机组总装配图进行设计,同时检验各零部件设计的准确性。

另外,待所有功能部件设计完毕后,还要对相应的底座部件、面板部件进行微调设计,主要包括开孔定位、安装定位、加强件定位等设计调整。

二、钣金件点焊合格及缺陷分析1.表面发黑钣金件或者电极表面清理不良时,油污和氧化膜使焊件接触电阻增大,造成通电异常,引起分流,造成局部区域过热,包覆层被破坏,表面发黑表面局部烧穿电极修整太尖锐、导致电极端面尺寸过小,在点焊时电流急剧增加,金属被熔化成液体,造成上下电极结合,钣金件被击穿熔核内部有缩孔及裂纹在焊核结晶过程的高温中,金属强度很低,或存在脆性组织,不足于克服收缩所产生的拉力,易产生裂纹;焊件表面锈蚀等杂质进入焊核与某些合金元素形成低熔共晶,也会引起内裂纹;电流过大,温度急剧变化,内外冷却不平衡,限制了焊核结晶时的收缩,也会在焊核中心形成缩孔。

汽车空调控制器的结构分析及优化设计

汽车空调控制器的结构分析及优化设计

汽车空调控制器的结构分析及优化设计摘要:本文结合车空调控制器开发及使用过程中,遇到在整车上对汽车空调控制器进行程序更新困难的问题,对汽车空调控制器的结构进行了分析。

通过对汽车空调控制器原有结构的优化设计,有效解决了汽车空调控制器装车后,对其进行程序更新困难的问题,从而得到满足设计要求的汽车空调控制器结构,保证了产品使用的可行性及可靠性,为新车型汽车空调控制器的研发提供了参考依据。

关键词:汽车空调控制器;程序更新;优化设计Abstract:This article in the process of development and use of the combination of auto mobile air conditioning controller, the problems of flashing the program in the car,to the analysis of the structure of automobile air conditioning controller ,by the original structure optimization of automobile air conditioning controller, It effectively solves the problem that it is difficult to flash the program after the automobile air conditioning in the car. Thus, the structure of automobile air conditioning controller meeting the design requirements is obtained, which ensures the feasibility and reliability of product use, and provides a basis for the research and development of new models.Key words:Automobile Air Conditioner Controller;Flashed the program ;optimum design.0引言随着汽车行业的快速发展,汽车空调在现代汽车上已经得到了广泛的应用,它不仅提高了驾驶员及乘车人员的舒适度,更是汽车行业走向现代化的标志性配置之一。

pcb制造过程中基材涨缩之形成机理及其控制

pcb制造过程中基材涨缩之形成机理及其控制

pcb制造过程中基材涨缩之形成机理及其控制下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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空调钣金件结构优化设计及冲压成形仿真分析

空调钣金件结构优化设计及冲压成形仿真分析

空调钣金件结构优化设计及冲压成形仿真分析摘要:随着科技的不断提升,空调发展可谓日新月异,并展示出很强的增长趋势,作为空调重要的组成部分,钣金原材料价格明显上涨,增加了钣金结构优化设计的重要性。

本文根据以往工作经验,对空调钣金件结构优化设计方法进行总结,并从板料成形数值模拟的一般过程、毛坯形状的确定、有限元模型的建立、工艺参数的选取四方面,论述了空调钣金件冲压成形仿真。

关键词:空调钣金件;结构优化设计;冲压成形前言:现如今,随着我国国民经济的不断发展,人们对空调的需求量越来越大,而在激烈的市场环境下,各个空调生产企业的利润率越来越低。

因此,在空调生产过程中,人们需要对空调的利润率空间进行提升,增加企业的利润来源。

钣金作为空调设计的主要支撑件,无论是在运输费用还是在材料费用上,均在成本之中占据了较大比例。

所以说,钣金的优化设计成为了最有效的控制措施。

1.空调钣金件结构优化设计方法在空调钣金件结构优化设计过程中,往往是对多个参数进行调整设计,由于参数种类的不同,对钣金件结构的影响程度也不同。

因此,人们需要根据实际情况对参数进行调整。

具体来说,结构优化设计工作可以从以下几方面入手:1.1结构优化设计的基本流程在具体结构优化设计过程中,由于设计参数选择的不同,将会对钣金自身结构产生不同程度的影响。

从这里也可以看出,设计变量的合理原则对后续设计工作的开展影响十分严重。

根据以往工作经验显示,在灵敏度分析的配合之下,可以进一步提升优化设计变量的可选择性。

与此同时,也可以进一步提升优化结构的准确性和高效性。

具体的结构优化设计基本流程如图1所示。

图1 结构优化设计基本流程1.2结构优化设计灵敏度分析一般来说,结构优化设计灵敏度分析可分为以下两种形式:第一,因变量的变化以及自变量的变化;第二,自变量的变化和因变量的相对变化。

整体来看,灵敏度分析具有极为明显的特点,灵敏度属于求导信息范畴,通过自身引导,可以实现设计变量和参数的结构特性相应变化率的突显。

PCB制程涨缩系数操作指引

PCB制程涨缩系数操作指引

《WI》作业文件封面1、目的:为厂内PCB板在流程制中的涨缩管控提供依据,避免出现因PCB板的尺寸变化对生产制作及品页次共9第2页2、范围:本规范适用于所有PCB板的流程制作涨缩管控。

3、参考文件无4、定义4.1系数计算公式4.1.1系数:固定单位为mil/inch ,拉长用“+”表示,收缩用“-”表示,指每1inch需拉伸多少mil。

如系数“-0.25”,指每1inch收缩0.25mil,当板要求尺寸为20inch时,板的实际尺寸应为20inch - 5mil;4.1.2实际值:指实际中所测量出的尺寸数据。

如测板出菲林时,所取板所测量出的板实际尺寸为“实际值”;4.1.3要求值:指工程设计所设定的目标尺寸数据。

如测板出菲林时,所取板料号在工程设计中1:1时的要求尺寸为“要求值”;4.1.4 1000为常数,是单位in转化为mil的单位转量常数;4.1.5注意:按上公式计算时,实际值、要求值的单位可以是in或mm,但各数据的单位必须统一。

5、职责5.1 ME负责管控内容、方法、标准的制定及异常原因分析;5.2 PROD负责根据管控要求进行生产、系数工具申请;5.3 PE负责菲林的检测、工具管理、工具拉伸;5.4 QA负责根据管控文件进行流程检测、稽查、尺寸数据测量。

6、作业内容6.1工具、系数申请流程6.1.1内层菲林(包括ORC LDI曝光机的曝光资料)6.1.1.1内层菲林由产线向PE菲林房申请;6.1.1.2 PE/菲林房按“内层菲林系规范表”要求预提伸内层菲林,并光绘、检测、发放;6.1.1.3 针对部分内层菲林系数不在“内层菲林系规范表”内的料号,当需光绘或产线申请时,由菲林房写“工具申请单”向‘工艺’部申请拉伸系数。

6.1.2钻带页次共9第6页以增加板料利用率,但开横直料的开料尺寸不能完全一样;6.4.1.2HDI板、机械盲埋孔板,只能设计为横料或直料。

6.5分层补偿设计6.5.1分层补偿原理由于多层板各层图形设计及CORE厚不一致等原因,为保证压合后各层长度相同,避免因此引起的压合偏移,需对各芯板的内层菲林进行差异补偿预拉长。

空调底板的结构优化与冲压成形仿真

空调底板的结构优化与冲压成形仿真

空调底板的结构优化与冲压成形仿真刘凯;成思源;李苏洋;罗序利;杨雪荣【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2014(42)17【摘要】以某空调底板为研究对象,对其进行了三维建模、结构优化及冲压成形仿真。

在减薄空调底板厚度的情况下,采用ANSYS Workbench软件对底板进行多目标优化,使底板的刚强度同时满足要求;并对优化后的底板采用Dynaform进行冲压成形仿真,通过工艺参数的调整,使结构优化后的底板冲压取得较好的成形效果。

结果表明:采用基于有限元法的数值仿真技术,大大缩短了产品开发周期,并降低了开发成本。

%By taking one air-conditioner chassis as the study object,3D modeling of it was processed,with structure optimization and stamping forming simulation. Multi-objective optimization was carried out to make the chassis to meet the requirements of stiffness and strength simultaneously by adopting ANSYS Workbench software in the case of thinning its thickness. Then stamping forming simu-lation was implemented for the optimized design using Dynaform software,and the forming effect was good at stamping forming of the optimized chassis through the adjustment of stamping process parameters. This result indicates the numerical simulation technique based on Finite Element Model (FED)has important significance in shorten the product development cycle and reduce development costs.【总页数】4页(P153-156)【作者】刘凯;成思源;李苏洋;罗序利;杨雪荣【作者单位】广东工业大学机电工程学院,广东广州510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TH12;TH16【相关文献】1.基于冲压成形前后网格变化研究汽车碰撞仿真中的冲压效应 [J], 刘迪辉;李光耀2.空调器底盘的结构优化与冲压成形仿真分析 [J], 郭军;李苏洋;成思源3.冲压成形仿真和传统冲压工艺经验在某汽车零件中的应用 [J], 李强;张波;徐济声;吴殿军;刘强4.后制动器底板冲压成形及冲模设计 [J], 翁黎清5.如何选定空心无底板材冲压件的成形工艺 [J], 季方因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于拓扑优化的中央空调模块机机架结构设计

基于拓扑优化的中央空调模块机机架结构设计

一、引言中央空调是大型建筑中常见的制冷设备,它可以为整个建筑提供通风、制冷或供暖等服务。

在中央空调系统中,模块机是核心组件之一,它承载着制冷剂、压缩机、冷凝器等设备,因此其结构设计对整个系统的性能和稳定性都具有重要影响。

二、中央空调模块机机架结构设计的重要性1. 提高结构强度和稳定性中央空调模块机机架需要承载大量的设备和制冷剂,因此其结构强度和稳定性都是设计的重点。

通过拓扑优化设计,可以减小结构的重量,同时提高结构的强度和稳定性,提高设备的使用寿命。

2. 优化空间利用率中央空调系统通常需要在有限的空间内安装尽可能多的设备,因此优化模块机机架的结构设计可以有效利用空间,提高设备的集成度和使用效率。

3. 减小能耗和成本通过拓扑优化设计,可以减小模块机机架的重量,降低设备运输和安装的成本,同时也可以减小机架的能耗,提高能源利用效率。

三、拓扑优化在中央空调模块机机架结构设计中的应用1. 结构分析和载荷模拟在开始设计中央空调模块机机架结构之前,首先需要进行结构分析和载荷模拟。

通过对机架的受力情况进行精确的分析和模拟,可以确定各个部件的受力情况,为后续的拓扑优化提供依据。

2. 拓扑结构优化基于结构分析和载荷模拟的结果,可以利用计算机辅助设计软件对模块机机架的结构进行拓扑优化。

拓扑优化的目标是在保证结构强度和稳定性的前提下,减小结构的重量,并优化空间利用率。

3. 材料选择和强度优化在拓扑优化设计完成后,需要对机架的材料进行选择和强度优化。

选用高强度、轻量化的材料,并利用有限元分析等手段对机架的强度进行优化,确保机架在实际使用过程中能够承受各种复杂的受力情况。

四、中央空调模块机机架结构设计的实际案例以某大型商业综合体中央空调项目为例,该项目需要对多个中央空调模块机进行机架结构设计。

1. 结构分析和载荷模拟工程团队进行了对模块机机架受力情况的详细分析和载荷模拟,确定了模块机机架在实际使用中的受力分布和强度需求,并确定了可供拓扑优化的设计空间。

某车型空调控制器IMD工艺面板起泡问题改进分析

某车型空调控制器IMD工艺面板起泡问题改进分析

某车型空调控制器IMD工艺面板起泡问题改进分析作者:张平梁丽娜来源:《时代汽车》2021年第08期摘要:随着生活水平的提高,消费者对汽车的舒适性要求越来越高。

汽车空调控制器是整车空调系统的重要组成部分之一,也是汽车车内重要的内饰组成部分。

汽车空调控制器不仅能够控制整车空调系统的工作,还有提升座舱美观的作用,对提高整车的驾乘舒适性起到非常重要的作用。

汽车空调控制器一般由电路板(PCBA)、后壳、面板组成。

在面板的制作工艺中有常规的注塑喷漆工艺,也有目前流行的模內注塑工艺(IMD),本文主要对模内注塑工艺导致的后期空调控制器面板起泡问题进行分析。

关键词:空调控制器 IMD工艺面板起泡模内注塑1 模内注塑工艺介绍模内注塑工艺(IMD)属于注塑表面材料应用技术,它将传统的注塑成型技术与后加工技术相结合,一体成型。

它突破了传统的塑胶外壳设计局限,可实现“多彩”、“纹理”、“色彩图案立体感”等效果,同时具备节能环保的优势,被喻为一种“塑料革命”。

传统的塑胶外观件先注塑成型,然后再进行印刷、喷漆、电镀等后加工工艺,色彩不易控制,色差较大。

由于喷涂、电镀等后加工不良率高,而印刷仅限于平面材料,因此传统塑胶外壳的设计受到了严重局限,特别是针对较为复杂的异体形状。

模内注塑工艺是将印刷好的薄膜成型后,镶嵌在注塑模腔内然后合模注塑。

注塑树脂在薄膜的背面与油墨层相结合,面板图文、标识置于薄膜与注塑成型的树脂之间,图文、标识不会因摩擦或时间关系而磨损。

它以注塑成型为依托,其形状、尺寸可保持稳定,更便于装配,具体工艺见图1。

2 问题描述某车型反馈空调控制器表面起泡,见图2,通过对下线故障车进行统计,空调控制器表面起泡故障率高达40%,见表1;通过对故障空调控制器进行解剖分析,起泡主要由于膜片与注塑材料未融合导致,两者之间存在分层,在成型后持续分离导致起泡,见图3;3 原因分析末端因素锁定:结合面板制造工艺,采用逻辑图排查末端因素,如图4所示。

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Mechanical Engineering and Technology 机械工程与技术, 2019, 8(1), 54-60Published Online February 2019 in Hans. /journal/methttps:///10.12677/met.2019.81008Calculation of the Collapse Strength of AirConditioner Controller PCB and StructuralOptimizationQinbo Zhang, Bing HuaJiangsu Rothwell Electric Co., Ltd., Yangzhou JiangsuReceived: Jan. 29th, 2019; accepted: Feb. 14th, 2019; published: Feb. 21st, 2019AbstractPCB board is an important structural part of air conditioning controller, and to optimize the PCB structure, to satisfy the collapse force, it has to do a strong calculation on PCB plates. In considera-tion of its structure, support conditions, factors such as static strength and stiffness, stress and critical yield limit of PCB as constraint condition, carry on the optimization design. In this way, PCB plate can be collapse under the specified load, and the optimization method is to provide ref-erence for the structure design of PCB plate.KeywordsPCB Board, Stress, Collapse, Structural Design空调控制器PCB板溃缩强度计算与结构优化张钦搏,华兵江苏罗思韦尔电气有限公司,江苏扬州收稿日期:2019年1月29日;录用日期:2019年2月14日;发布日期:2019年2月21日摘要空调控制器PCB板是空调控制器的重要结构件,为了优化PCB板结构,使其满足溃缩力要求,对PCB板进行了强度计算。

在综合考虑其结构、支撑条件、静力强度和刚度等因素下,以PCB板的应力及临界屈服极限作为约束条件,对其进行优化设计。

优化后,PCB板在指定载荷下发生溃缩,优化方法为PCB板的结构设计提供了参考。

张钦搏,华兵关键词PCB 板,应力,溃缩,结构设计Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言随着微电子技术的高速发展,由芯片构成的数字电子系统朝着规模大、体积小、速度快的方向发展,而且发展的速度越来越快[1]。

人们对于其重要结构件PCB 板提出了更为严格的功能要求(PCB 板是电子产品中电路元件和器件的支撑件,它提供电路元件和器件之间的电气连接):PCB 板在250 N 的压力载荷下不发生溃缩,在378 N 的压力载荷下发生溃缩,PCB 板的结构设计对其产品的功能影响很大。

因此在进行PCB 板设计时,不能遵循PCB 板设计的一般原则,要使得能够满足溃缩性能的要求,PCB 板的结构设计很重要[2] [3]。

1.1. PCB 板有限元模型建立空调控制器整体结构(如图1所示):PCB 板组件9支撑于下壳体5上,旋钮底座通过螺钉锁在PCB 板9上,旋钮支架7通过扣位固定于旋钮底座8上,旋钮3通过扣位固定于旋钮支架7上,导光体2通过扣位固定于旋钮3上,导光体6固定于旋钮支架7上,按键帽1通过扣位固定于旋钮支架7上,最后上壳体4通过扣位与下壳体5进行扣合。

空调控制器进行溃缩实验时,其力的传递形式为:载荷通过按键帽1传递给旋钮支架7,然后传递给旋钮底座8,最后由PCB 板组件9来承受载荷并达到溃缩力的要求。

1.按键帽,2.导光体1,3.旋钮,4.上壳体,5.下壳体,6.导光体2,7.旋钮支架,8.旋钮底座,9.PCB 板组件Figure 1. Air conditioning controller structure form 图 1. 空调控制器结构形式张钦搏,华兵1.2. PCB 板溃缩实验的受力分析选用空调控制器中的PCB 板进行静力学结构分析,以初步分析PCB 板的应力分布情况。

Table 1. Main parameters of PCB board 表1. PCB 板主要参数单位(Units) 数值(Test Value)密度(Density) g/cm 3 1.2 杨氏模量 Pa 2.4 E + 10 Pa泊松比 0.47 屈服强度 Mpa 350 切线模量 Pa 2.3 E + 08 Pa最大压力 N 378 最小压力 N 250 PCB 板厚mm1.6根据上表1数据,笔者在CATIA 软件中建立了PCB 板实体三维模型。

根据以往的软件使用经验,简化了一些特征使得计算分析更加简便[4]。

将三维实体导入到Mesh 中对PCB 板进行网格划分,共得到13,238个单元和25,569个节点。

PCB 板的有限元模型如图2所示。

Figure 2. Finite element mesh model of PCB board 图 2. PCB 板有限元网格划分模型在分析PCB 板应力时,假设250 N 的压力通过按钮帽、旋钮支座及旋钮底座传递到PCB 上,此时PCB 上的压力载荷为:P F S = (1)式中:P 为压力,F 为作用在按钮帽上的集中载荷,S 为旋钮底座与PCB 板的接触面积空调控制器在进行溃缩实验时,PCB 板是通过四个螺钉锁紧在下壳体上的,所以在锁紧部位采用固定约束。

其约束形式与载荷分布如图3所示:Figure 3. Load distribution and constraint form of PCB board 图 3. PCB 板载荷分布与约束形式张钦搏,华兵1.3. PCB强度计算结果及分析根据上述边界条件对模型进行加载,并进行求解分析,得到PCB板等效应力云图,如图4所示。

PCB 板在受到0.782 Mpa的压力时,PCB板的四个固定区域承受了主要的载荷,载荷由四个固定区域处向外逐渐减小。

此外PCB板中四个近端处的支撑筋应力大于四个远端处的支撑筋应力,最大应力发生在四个近端处的支撑筋的中间部位,为398.85 Mpa。

设计采用玻纤布基材料,其屈服极限σs ≤ 350 MPa。

根据工程应用的实际经验,此PCB板结构难以满足250N的压力时不发生溃缩的要求,因此必须对PCB板进行结构的优化。

Figure 4. Equivalent stress contours of PCB plate图4. PCB板等效应力云图2. PCB板的结构优化设计在保证PCB板厚度不变的情况下,使其能够满足溃缩力的要求。

PCB板的溃缩力大小主要取决于支撑筋的厚度与宽度,因为其厚度不能发生变化,故选定PCB板的宽度作为优化设计变量,PCB板的应力以及临界屈服极限作为边界条件。

PCB板更改后的结构(如图5所示),分别加宽了八个支撑筋,使其支撑筋成为扇形结构形式。

Figure 5. PCB changed structure form图5. PCB更改后的结构形式PCB板结构优化后有限元计算及分析在PCB板改进后,其约束条件及载荷大小均匀改变。

首先将PCB板进行250 N的压力下,经过计算得到其PCB等效应力云图,如图6所示。

可见其最大应力为292.21 MPa。

因其其屈服极限σs ≤ 350 MPa。

根据工程应用的实际经验,取安全系数n = 1.5,材料的许用应力[σ] =σs/1.5 = 233.33 MPa,小于材料的屈服极限,因此不会发生溃缩现象,满足实验要求。

张钦搏,华兵Figure 6. Equivalent stress contours of PCB plate 图 6. PCB 板等效应力云图其次,在满足上述溃缩力要求的前提下,PCB 板进行378 N 压力载荷下发生溃缩的实验,经过计算得到其PCB 等效应力云图,如图7所示。

可见其最大应力为442.06 MPa 。

因其屈服极限σs ≤ 350 MPa ,远大于材料的屈服极限,因此会发生溃缩现象,故而满足实验要求。

Figure 7. Equivalent stress contours of PCB plate 图 7. PCB 板等效应力云图3. PCB 板结构优化前后的数据分析将同为250 N 压力载荷下的溃缩实验,分别取更改前后PCB 板支撑筋处的10个节点,并将其等效应力列在表2、表3上,并生成对比图(如图8)。

Table 2. Equivalent stress of 10 nodes in the original support tendons 表2. 原支撑筋处10节点等效应力节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa258.19 329.72 170.65 174.2 391.09 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa303.58179.69219.39367.79245.27张钦搏,华兵Table 3. Equivalent stress of 10 nodes in the present support tendons 表3. 现支撑筋处10节点等效应力节点号 1 2 3 4 5 等效应力/Mpa10.581 10.503 14.118 7.713 41.304 节点号 6 7 8 9 10 等效应力/Mpa55.526148.15292.2123.92314.148Figure 8. Comparison of stress before and after changes of PCB board 图 8. PCB 板更改前后应力比较通过表2、表3和图8可以明显的看出,同等约束、载荷作用下,PCB 板更改前比更改后在等效应力数值上要大的多,且在最大值处超出了材料的屈服强度350 Mpa 。

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