PBGA焊点形态参数对热疲劳寿命的影响

焊点形态参数直接影响ＳＭＴ焊点的可靠性,为了建立ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命的关系,利用ＢＧＡ焊点成形软件得到焊点形态,采用ＰＢＧＡ阵列数学分析与关键焊点非线性有限元分析相结合的方法得到关键焊点内的最大总应变值,利用热疲劳寿命计算公式得到焊点的热疲劳寿命。通过分析和数据处理得到ＰＢＧＡ焊点形态参数与热疲劳寿命之间的关系曲线,并总结出焊点形态参数对热疲劳寿命的影响规律及它们的关系表达式。     

塑封球栅阵列焊点在温度循环下可靠性数值模拟

根据实际封装器件建立了三维有限元分析模型,模拟了PBGA焊点在温度循环载荷下的蠕变应变,比较了95.5Sn-3.8Ag-0.7Cu和63Sn-37Pb两种焊料形成的焊点在温度循环下的蠕变情况,预测了焊点在温度循环下的疲劳寿命,评价了两种焊点在温度循环条件下的可靠性.结果表明,两种焊点相比较,63Sn-37Pb焊点在循环中的蠕变现象更为显著,95.5Sn-3.8Ag- 0.7Cu焊点的疲劳寿命更长,可靠性更高.     

功率循环下CSP封装结构焊点的寿命预测分析

采用非线性有限元方法，分析了CSP封装形式的焊点在给定功率循环下的应力应变．单一内变量的统一粘塑性Anand本构方程，描述了63Sn37Pb焊料的粘塑性变形行为．考虑封装体内温度梯度的存在，更加真实地模拟芯片实际发热机制，采用间接法将CSP功率循环模拟方法具体分为瞬态热分析和热应力分析两个阶段．热分析得到的温度场分布结果作为热应力分析的栽荷．通过基于以能量为基础的疲劳寿命预测公式预测焊点的失效循环数．对1／8CSP模型作寿命预测，并和简化模型作比较分析．结果表明，两者焊球温度分布和等效应力基本一致，焊球失效循环数相差不起过5％．     

基于局部应力应变法的寿命预测系统

介绍了一种以局部应力应变法为理论基础，以磁带记录仪，Ａ／Ｄ转换器，３８６计算机为硬件配置的机械构件疲劳寿命预测系统。该系统能对机械产品进行实时应力信号采集，以采集的信号作为依据，对产品进行寿命估算，应用这套系统，对ＺＫＸ１８４８振动筛进行了寿命计算，结果与实际相符。     

西溪河大桥主桥疲劳性能分析及寿命预测

随着我国高速铁路网络的逐步形成,钢结构铁路桥梁的疲劳问题日益显著,成为研究的热点。以典型的上承式钢拱桥——西溪河大桥为研究对象,通过有限元软件ANSYS对主桥结构建立数值模型,分析其在疲劳荷载下的应力分布及应力集中系数。对材料的基本S~N曲线进行合理修正,得到针对桥梁构件的S~N曲线;应用名义应力法,计算桥梁结构中各杆件的疲劳寿命,进而研究大桥的疲劳性能。研究结果表明:西溪河大桥的疲劳寿命大于107次,疲劳性能满足实际要求;应力集中主要出现在腹杆与弦杆的焊接部位,因而施工时应重点保证焊接质量;虽然疲劳破坏为脆性破坏,但拱桁架中部分杆件失效后可进行多次应力重分布,结构仍然有一定的静力及疲劳承载能力,因此结构的整体疲劳破坏具有一定延性。文中提出的疲劳寿命计算方法适用于桥梁的寿命评估。     

型材滚弯数值模拟及应力、应变分析

用通用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA成功实现了对型材弯曲件滚弯及其回弹过程的数值模拟.模拟结果表明,型材滚弯成形过程中,型材腹板应力中性层和应变中性层内移,而且应力中性层内移量大于应变中性层内移量.回弹后,等效弹性应变和等效应力的峰值变小.分析了型材弹塑性弯曲卸载过程中腹板截面的切向应力变化,模拟结果与理论分析一致.     

CCGA焊点热循环加载条件下应力应变有限元分析

SMT焊点在热循环加载条件下的应力应变过程分析是 SMT焊点可靠性研究的重要内容。SMT焊点的可靠性问题主要是焊点在热循环过程中 ,由于陶瓷芯片载体与基板材料之间的热膨胀失配而导致焊点的蠕变疲劳失效。以 CCGA焊点为例 ,利用 CCGA三维焊点形态预测表面节点输出结果 ,将焊点形态分析三维表面模型转换为焊点应力应变有限元分析三维实体模型 ,从而建立了 CCGA焊点可靠性分析模型 ,采用三维有限元方法分析了 CCGA焊点在热循环条件下的应力应变过程。在此基础上 ,对 CCGA焊点疲劳寿命进行了计算     

电连接器激光软钎焊焊点的热疲劳寿命预测

通过建立Micro-USB电连接器有限元模型,采用Anand统一性本构方程描述焊点在循环温度载荷作用下的力学行为;借助ANSYS软件分析模拟焊点应力应变分布和变化情况;运用基于塑性应变的Coffin-Manson方程,计算激光软钎焊焊点在热循环温度作用下的热疲劳寿命。结果表明,电连接器激光软钎焊焊点在热循环作用下,最大应力应变位于中间部位的焊点与金属Pin相互接触处,其疲劳寿命最低,为1 146次,从而确定易发生失效的危险部位。该结论可为电连接器的设计、制作和测试提供理论依据。     

焊接纵向应力应变动态分布规律的数值模拟

对低碳钢薄板表面堆焊进行了数值模拟计算,对焊接熔池周围金属的焊接应力应变发展过程进行了 分析。在对存在热作用时的压缩应变、拉伸应变进行重新定义的基础上,模拟结果表明,节点的最大压缩应变和最 大拉伸应变的和与实际残余总应变相等,最大压缩应变和最大拉伸应变均大于该节点所受的最大热应变。认为实 际塑性应变不能表征存在热作用时的金属所承受的压缩应变和拉伸应变的状况,熔池熔宽最大截面并不能确定压 缩应变的最终分布形态。数值结果显示,纵向残余拉应力超过常温母材屈服强度区域的宽度和最大实际压缩塑性 应变超过0.2%区域的宽度相当,该区域残余实际压缩塑性应变约为0.2%。     

子模型法预测BGA封装中焊球的疲劳寿命

采用子模型法分析BGA在加速温度循环条件(-25~125℃)下的变形情况,并用Darveaux能量法预测疲劳寿命.首先,建立一个包含多个焊球的粗糙模型,分析其在热循环载荷中由于芯片和基板之间热膨胀系数不同导致的变形情况,确定关键焊球(最容易失效的焊球);然后,将其结果作为边界条件施加在详细建模的子模型中(该子模型包含关键焊球),用以研究焊球周围组件的变形情况;最后,计算疲劳失效循环次数.研究证明:与传统的方法比较,子模型法在计算机计算能力有限的条件下能够提供更为准确的疲劳寿命预测.     

钢结构半刚性节点的数值模拟与试验分析

高强螺栓端板连接节点，以其施工方便、抗震性能好，而在多高层钢框架结构中得到推广使用．因该类节点为半刚性，受力性能复杂，而目前国内规范对此类节点的设计方法缺乏具体的规定，从而限制了其广泛应用．本通过数值模拟和试验方法，研究了两类螺栓端板连接节点的承载性能和刚度特征，得到了节点的弯矩一转角曲线，数值模拟与试验结果吻合较好，从而为这种节点的设计与应用提供参考．     

CCGA焊点热疲劳寿命统计分析与评价优化

通过对 CCGA焊点形态参数与热疲劳寿命进行正交回归分析 ,得出了 CCGA焊点形态主要参数与热疲劳寿命之间的关系表达式。利用得到的焊点形态参数与热疲劳寿命的关系表达式 ,采用优化程序对基于焊点热可靠性的焊点形态进行了评价优化 ,得到了优化后的焊点形态参数。     

PBGA封装回流焊翘曲变形仿真与验证

回流焊温变过程中,由于不同材料热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion,CTE）的不匹配,塑料焊球阵列（plastic ball grid array,PBGA）封装会发生翘曲变形现象。本文采用有限元法对PBGA封装的翘曲变形及应力应变进行仿真分析,并用阴影云纹法对翘曲变形的模拟分析结果进行测试验证。结果表明：PBGA封装翘曲值的模拟值与实测值非常接近,分别为35.9 μm和36 μm;模拟回流焊过程中,翘曲值的模拟值与实测值的变化趋势具有一致性。回流焊过程中,PBGA封装的热应力应变最大值都在基板靠近粘接层的位置,该位置是PBGA封装出现热可靠性问题的最大风险点。PBGA封装边角处的翘曲量最大,因而边角处的焊点也最容易出现开路、虚焊等装联缺陷。     

注空气提高采收率数值模拟研究

注空气驱油是一项非常有效的提高原油采收率(EOR)技术。其中注空气低温氧化技术,它既适用于注水油田后期高含水的三次采油,也适用于注水困难的低渗油田的二次采油。分析了注空气提高采收率的机理,通过建立注空气低温氧化的油藏数值模拟概念模型,分析注空气开发效果的影响因素,运用常规数模软件进行参数敏感性分析,如注气速度、油藏压力和温度等,这一研究结果对现场开展注空气驱油技术具有重要的指导意义。     

中间包非等温温度场的数学模拟

利用计算机数学模拟方法,对中间包内钢液温度场进行非等温研究,得出某钢厂4#板坯连铸中间包,挡墙高550 mm、挡坝高350 mm、挡墙距入口处距离800 mm、挡墙与挡坝距离400 mm时的非等温温度场最为优化.液位高800～1 000 mm时,钢液进出口温差在4～6℃左右,温度场较均匀,有效容积相对较大,有利于夹杂物上浮.     

复杂载荷历程下疲劳寿命的预测方法

近年来局部应力-应变法在疲劳寿命预测中,越来越受到人们的高度重视。但普通的Neuber局部应力-应变法对于每一名义应力变程都需要建立新的坐标原点,并解非线性方程组。为此本文对其算法技巧进行了研究。算例表明,本文提出的新算法,能保证足够精度,程序得以简化,运算速度大幅度提高。     

夏季办公室气流组织的模拟研究

建立以办公室房间上送风、下回风的气流组织的三维模型,通过Fluent软件进行数值计算,给出室内不同送风速度、不同入射角度下的速度场分布和温度场分布状况。通过对不同位置的速度矢量图和温度云图的分析,得到了该室内较合理的气流组织,并依此来指导办公室内空调的设计和改进。     

离心泵的空化流数值模拟与空化余量预测

空化余量是泵非常重要的性能指标之一,目前主要依靠试验来确定。如何在离心泵设计过程中较为准确地预测出必须的空化余量对优化设计和提高运行稳定性等方面十分重要。针对离心泵运行过程中发生空化时的流动特点,基于Rayleigh—Plesset方程来描述空泡生长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用混合空化两相流模型和三维全流道两相流流动数值模拟技术,探索通过数值试验来预测空化余量的方法。对一低比转速离心泵进行全流道空化流数值模拟,通过改变NPSHa来模拟试验工况,数值模拟预测出各模拟试验工况下的扬程、叶片表面压力分布、叶片表面空化发生区域以及流道内空泡体积率分布,从而预测该泵的NPSHr,其预测结果与试验值的误差小于10％。