固体继电器的三维温度场分析

摘要

随着电子工业的飞速发展，电子元器件应用于越来越多的领域，在设计电子产品时，要考虑高密度、体积小等特点，在航空航天器上使用的电子设备尤为突出。 电子元器件的失效率随温度升高按指数规律增加，所以元器件的工作温度越高，它的可靠性性能就越差，因而直接影响电子设备的可靠性。鉴于此，对电子元器件的温度分布进行研究是非常必要的。 固体继电器作为电子器件，在航空航天的各种极端的条件下工作，这样固体继电器的热分析问题就显得十分突出。而散热问题也一直是制约固体继电器发展的一个重要因素。传统的分析方法使用路的方法计算热温度分布，通过降低热阻，改善温度的分布，这样做会导致相对较大的误差。随着有限元技术的发展，现在采用有限元方法进行固体继电器的三维温度场的分析，会大大提高计算结果的准确性。 本文以一固体继电器为例，采用有限元分析软件ANSYS对其进行三维温度场的有限元分析，包括稳态和瞬态两种情况，并把有限元分析结果与实验结果进行对比。ANSYS分析所得的结果在工程所允许的范围内，存在偏差的原因包括试验条件不太准确、测量时的误差以及工程计算时的误差等。同时为了方便设计人员的操作，本文利用VC与APDL相结合，编制一段程序来实现整个分析过程的自动化，增强了灵活性，进而提高了生产效率。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1-1课题背景意义

§1-2国内外有限元分析的发展情况

1-2-1有限元分析方法的概述

1-2-2有限元分析软件的介绍

1-2-3国际上有限元分析软件的发展情况

1-2-4国内的发展情况

§1-3 ANSYS软件的介绍

§1-4本课题的研究内容

1-4-1本课题的可行性讨论

1-4-2本课题的研究内容

第二章固体继电器的简介

§2-1固体继电器的结构和原理

2-1-1固体继电器的基本工作原理

2-1-2固体继电器的分类

2-1-3固体继电器的选型和使用

§2-2 固体继电器的发展现状与趋势

2-2-1固体继电器的研制生产现状

2-2-2固体继电器市场的现状

2-2-3“十五”期间我国固体继电器的发展方向

第三章温度场的有限元分析

§3-1温度场热分析的基本理论

3-1-1热分析研究的对象和任务

3-1-2热分析的目的

3-1-3热分析的类型

3-1-4热分析的基本定律

3-1-5热传递的三种方式

3-1-6热传导的三类边界条件

3-1-7 ANSYS中热载荷和边界条件的类型

§3-2三维温度场的变分问题及其离散格式

§3-3 ANSYS热分析的单元

3-3-1 SOLID70单元的特点及使用方法

3-3-2 SHELL131单元的特点及使用方法

第四章温度场有限元分析的实例

§4-1实例模型的简介

§4-2ANSYS热分析的基本过程

4-2-1构建模型

4-2-2施加载荷计算

4-2-3求解

4-2-4后处理

§4-3软件实现

§4-3ANSYS分析结果

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果