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。     

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     

陶瓷球栅阵列封装热致疲劳寿命分析

建立改进的整体与局部(global/local)相结合的有限元模型,并用模型对FF1152(1152-Ball Flip-Chip Fine-Pitch BGA)中的复合焊点用有限元软件MARC进行应力应变以及塑性功累积分析,确定了最危险焊点位置;同时根据以上分析结果,采用Darveaux等人提出的塑性能量累积方程,在循环温度0～100 ℃的加速失效条件下,预测危险焊点的热疲劳寿命,所得结果与国外相关文献数据相一致.首次利用Nastran软件的优化功能和手动拟合相结合的方法确定等效焊点的等效参数,与真实焊点的比较结果显示,等效的结果总体误差为3.01%,表明改进的三维有限元模型是非常准确而有效的分析模型,并可以用来方便地分析不同类型的SMT封装.     

疲劳裂纹扩展速率的统计分析及疲劳寿命的概率预测

通过对Ｐａｒｉｓ模型的分析,得到ｍ和ｌｏｇＣ的线性关系。试验结果的数据分析表明了ｍ和Ｃ分别符合正态分布及对数正态分布,并运用统计结果对疲劳寿命进行了概率预测。     

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。     

钢筋高应变低周疲劳寿命的统计分析

对轧后淬火、自回火（QST）HRB400钢筋的低周疲劳寿命进行了试验测定。针对高应变低周疲劳的分散性,采用威布尔双参数概率函数、正态分布与对数正态分布函数及t分布函数等多种数理统计方法,对所测得的低周疲劳寿命进行了统计处理与分析。结果表明,在所采用的概率函数中,t分布函数应用于疲劳寿命的分析具有最高的可靠性,正态分布应用于疲劳寿命的分析最不具可靠性,威布尔最大似然法应用于疲劳寿命的分析最为安全。统计分析结果可为钢筋高应变低周疲劳寿命的数据分析提供可靠的理论依据。     

统计分析在钢构桥梁疲劳寿命评估中的应用

引入概率统计方法,将影响钢结构桥梁疲劳寿命的各变量看成随机的,对其疲劳寿命进行可靠性评估．通过对3种不同应力脉水平下的疲劳试验结果分析,认为疲劳寿命服从对数正态分布．采用回归分析方法进行统计推断,得到应力脉和疲劳寿命的幂函数关系式的参数,进而对钢构桥梁疲劳寿命进行预测评估．     

考虑铆钉位置不确定性的异种轻质金属铆接接头疲劳寿命优化

针对铆钉位置坐标对铆接接头疲劳寿命的影响问题,采用单行替换法来实现了铆接接头的寿命优化。首先,对铝合金自冲铆接接头进行单调拉伸和疲劳试验研究,通过试验数据拟合获得S-N曲线。然后,建立自冲铆接结构的有限元模型,通过Abaqus进行循环载荷作用下的铆接接头力学分析,研究了铆接点位置对铆接接头力学性能的影响。最后,将铆接点的坐标作为设计变量,铆接结构疲劳寿命为优化目标,基于单行替换法进行全局寻优,获得了铆接接头最大疲劳寿命时的位置坐标,为技术人员开展铆接接头设计提供了参考依据。     

镍基高温合金热机械疲劳寿命预测方法研究

分别用频率修正法、拉伸迟滞能模型、三参数幂函数能量方法和能量法简化模型对三种镍基高温合 金材料的热机械疲劳寿命进行预测,并对这些方法的热机械疲劳寿命预测能力进行了评估。结果表明,这些寿命预 测方法都能在不同程度上适用于镍基高温合金的热机械疲劳寿命预测,其中能量法简化模型效果最好。热机械疲 劳过程中起主导作用的损伤机制与等温疲劳具有一定程度的相似性。从模型寿命预测能力的定量评定可知,只考 虑塑性形变的作用时,对反相热机械疲劳寿命的预测效果好于对同相热机械疲劳的预测效果。此外,与其他模型相 比,能量法简化模型从能量守恒的角度来看具有一定的理论基础,且预测效果较好,适用于预测镍基合金的热机械 疲劳寿命。     

混合集成电路用Pb-Sn-Sb-Ag钎料的热疲劳

为了解决混合集成电路中环境温度变化引发的焊点可靠性问题,开发了具有高可靠性的新型钎料来满足微型化和高密度化的混合集成电路的焊接需要。对新研发的Pb-Sn-Sb-Ag四元合金钎料进行了DSC熔点测试,热电偶测试了回流焊的温度曲线,对焊点显微组织进行了相分析,并参照IPC-9701A测试方法进行了热循环实验,结果发现热循环前后钎料的显微组织和力学性能发生了明显的变化。研究表明：钎料合金液相点在245益;回流焊峰值温度为267益;显微组织中主要有Pb、Sb2 Sn3和Ag3 Sn三种相;热失配产生的剪切应力导致了微裂纹产生,温度交变使裂纹持续扩展,最终导致焊点出现了整体剥离的断裂失效模式;金属间化合物厚度和剪切强度呈现逐渐递减的近似线性关系;对比已应用的钎料,新研制的Pb-Sn-Sb-Ag钎料显微组织均匀,在-40~150益热循环条件下表现出高的可靠性。     

Fatigue Life Prediction of Horizontal Press Frame Based on Statistical Probability and Its Redesign

Horizontal press as an important part of hydro-forming machine is used to output the horizontal force to keep the high internal pressure during tube hydro-forming. However, the horizontal press frame is usually mounted on the press bed and not pre-stressed. Meanwhile it will be subjected to the reaction force caused by liquid pressure. Stresses are concentrated severely on the assemble region due to deformation, and total fatigue life will decrease. In order to predict the total fatigue life of the frame, the simulations are used firstly to determine to stress concentration region, and then strain gauge measurements are carried out under different loads. Next, the methods of statistical probability are conducted to calculate the fatigue life based on long-term load history. Finally a stnlcture with the considerable longer fatigue life is redesigned.     

基于断裂力学的钢梁整体节点疲劳寿命分析

利用ANSYS软件构建有限元分析模型，结合断裂力学相关理论对整体节点模型的疲劳寿命进行估算。以为此基础，分析论证了整体节点模型的疲劳可靠性。     

发动机橡胶悬置元件的疲劳寿命分析与预测

在对发动机悬置橡胶元件受力分析的基础上,建立发动机橡胶悬置元件的有限元模型.通过非线性有限元分析,得到发动机橡胶悬置元件的应力云图,并确定裂纹发生的初始位置.然后,对橡胶悬置元件疲劳寿命的影响因素进行阐述,得到发动机橡胶悬置元件在不同载荷下的最大Green-Lagrange应变,并以其作为疲劳破坏参数,预测发动机橡胶悬置元件的疲劳寿命.     

基于ANSYS的扭力杆装置疲劳寿命分析

基于ANSYS对含有内部缺陷的扭力杆装置多体接触模型在倾动力矩和预紧力配合作用下的复杂加载及其边界非线性进行有限元模拟.利用有限元模拟结果,结合编制的转炉疲劳载荷谱及其他相关参数,通过ANSYS/FE-SAFE计算得到扭力杆及联接螺栓的疲劳寿命分布、安全系数.应用相应的理论计算公式计算出扭力杆内部缺陷的疲劳扩展寿命,得到扭力杆芯部缺陷扩展寿命为9.77×105次,据此判断该扭力杆的疲劳裂纹扩展不会影响扭力杆的正常使用.     

基于AutoCAD的SMT焊点三维形态数据处理技术

针对SMT焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型不统一的现象,在利用VBA技术对AutoCAD进行二次开发和对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态有限元数据进行分析的基础上,对SurfaceEvolver软件预测的焊点三维形态模型到ANSYS实体模型的转换方法进行了研究。编制了模型转换程序,并以218节点PBGA焊点三维形态预测模型为例,进行了应用实例转换,得到了较为满意的转换结果。模型的成功转换,实现了焊点形态预测模型和焊点力学性能与可靠性分析模型的统一,推进了SMT焊点形态预测的实用化进程。     

基于Morison方程的海底管道疲劳寿命分析

海底管道在服役期间由于各种原因会在某些管段形成悬跨。这些悬跨在波浪的作用下将发生振动。这种振动最终可能导致管道的疲劳失效。将波浪力看作是Morison动水作用力,根据Morison方程建立管道振动模型,分别对管道水平振动和垂直振动的动力响应特性进行分析。依据Miner线性损伤累积理论,采用S—N曲线法分析计算管道疲劳寿命。