6SigmaET练习教程 R13_热管散热器

118机壳5热管散热器1。此示例说明了电子热冷却行业中常用的热管散热器的热分析方法，如下图所示。此模型是1 .在三维CAD导入建模中，请注意不要在热管、销钉和底座之间产生间隙。2.计算中热管的处理方法，复杂表面的接触热阻设置。3.您可以使用转换功能快速建立风扇，计算时必须设定风扇曲线。4.建模需要大约30分钟，计算需要20-30分钟。二.建模过程打开强制对流模板设置软件，然后单击“File New Forced Convection”设置强制对流模型。将119 CAD文件导入结构文件导入到6 sigma et之前，必须确保结构文件中的列管道和插针、底部页面之间存在间隙。有间隙与实际产品不一致，热量不能在三者之间传递，也不能起到热作用，需要修改。确认没有问题后，将3d CAD文件(STP或STL格式)导入分析域，调整分析域的大小比导入的实体稍大，此处不再讨论使用鼠标拖动或对齐功能将实体120完全移动到分析内部等详细任务。此时，模型效果如下图所示。三.定义物理参数和分割网格定义各个部分的材料将所有物理材料定义为铝，然后单独更改材料不是铝的对象即可。121此时，错误提示区域仍有大量物体碰撞的提示，但每个部件都是良好的安装关系，因此不会影响计算。您可以手动忽略此提示。选取Ignore Collision Detection可确保选取所有实体，并消除错误提示。按ESC键取消选择对象。风扇部分的设置首先将风扇部分的材质从铝更改为ABS塑料。122风扇框架部分实际参与计算，风扇部分不参与计算，通过创建风扇曲线计算。但是，您可以将风扇刀片保留为单个装饰对象，使其显示得更加真实。请先复制扇叶。然后，调整其中一个扇叶的优先级，使其成为装饰性的。此选项不包含在栅格分割或计算中，仅显示外观。不影响计算。123然后转换为其他风扇，Convert to Fan。转换后创建的Fan位置可以根据原始风扇位置更改为以线为中心的对齐。124选择转换的Fan，然后将其属性中的Housing Shape更改为Circular。也就是说，将其设置为无框架形式。“轮毂直径”(Hub Diameter)将轴直径设置为33mm，以匹配原始风扇几何。接下来，您将设置风扇性能曲线。从风扇属性表Cooling Flow Rate Option后面的下拉菜单中选择Curve。也就是说，不使用固定风量，而是使用风扇的P-Q(差压-流量)曲线。再次单击“编辑曲线”(Edit Curve)编辑特定曲线的数据点。125现在可直接在“扇曲线”(fan curve)对话框的左侧输入数据，或直接创建扇曲线。要特别注意横轴(流量)和纵轴(差压)单位。其中，选择CFM和Pa单位。通过单击“选择单位”菜单后的面的转换箭头，可以将当前单位转换为其他单位。使用126底座和芯片设置转换功能将表示芯片的实体转换为组件，并将散热设计功耗设置为100W。将底座的材料变更为铜。127热管的设置热管通常相当于电子热模拟中热传导率较大的对象，首先从图库中选择Typical Heatpipe材质，并将其分配给热管。将此材料的导热系数变更为25000W/(mK)。设定128接触热阻在三维组合元件中，热管与销、底座接触的地方没有间隙，在6 sigma et中被视为理想接触。在实际产品中，工艺问题通常导致接触热阻，软件需要“面”功能来设置此热阻。要使用此功能，必须导入不包含曲面信息的STL格式文件，此功能不可用。右键单击热管，然后选择Add All Faces功能。129然后，在左侧的结构树中，您可以看到此实体下方有更多组成曲面的小面。选择所有面，然后从右键单击菜单中创建新的“Thermal Resistence”。在Thermal Resistence的属性工作表中，将Solid-Solid Resistence项目设定为0.5C/W，以模拟接触热电阻的影响。此属性指定给热管与接点、底座接触的面。130对其他几个热管执行相同的操作，并完成了接触热阻设置。选择网格分割所有实体，然后在属性表单中将“Minimum Cell Size(获取主体网格捕捉精度)”条目设置为0.2mm。在此范例中，将销厚度、0.4mm和Minimum Cell Size值设定为0.2mm，以确保锁点精确度，并与预设0.1mm相比减少网面数。131此外，考虑到风扇的接近风方向速度梯度较大，可以适当细化垂直方向栅格，提高流场的计算精度。选择实体组以创建Grid Control。可以通过参考下图来设置Grid Control的属性：“Size From Parent”防止栅格控件限制在组大小范围内，栅格定义方法为“最大大小”，值为2mm。也就是说，网格加密的最大网格限制为不超过2mm。单击“查看132栅格”“Generate Grid”按钮。生成栅格后，单击“显示栅格”以显示栅格。适当调整轴网剖面的位置以查看轴网分布(请参见具体的灯泡示例说明)。四。计算环境温度设置在Solution Control的正上方具有环境属性，在属性工作表中保留默认的20度。设置133风速监视点可以生成几个Sensor，用于监视模型的流场计算。您可以将特性表中监视的变量从默认温度更改为Velocity(速度)。134 5.计算结果表明，在研究计算曲线软件计算中，风机的流动曲线自动监测，计算过程中，流动曲线和残差曲线都发生了冲击。这种情况在重新计算时不会收敛，在计算完成后查看风扇的工作点时，可能会出现不在曲线上的现象。若要计算收敛，解析器必须进行以下调整：在135 Solution Control属性表中选择Adjust Flow Rate Relaxation时，Flow Rate Linear Relaxation值将自动设置为0.1。较小的值有助于减少风扇流动振动，但可能会降低计算速度，因此在计算中不显示冲击时，建议不要更改此值。值为0.02会使模型收敛得更好，并消除冲击。关闭“查看136风扇工作点计算”窗口后，选择“风扇”可以查看属性表“结果”中图形风扇的工作点。风扇的实际流动点约为47CFM，而风扇理论上可以提供77.7CFM的流量。实际流动点越小，风扇受到的阻力越大。查看137温度结果时，仍然按图层显示温度，并选择均匀分类到芯片、PCB所在PCB图层的所有实体。变更图层资讯不会影响计算结果。只是为了便于查看有关图层的信息。重新显示PCB图层的温度会带来更多此模型，因此，如果视频卡性能不好，则可能会出现卡顿现象。138某些对象比先选择一些对象，然后生成单独的视图并加载温度以显示整个模型快。139导热系数高的物体一般温差小，显示整体温度范围时不能很好地观察温差。现在，您可以右键单击温度颜色栏中的Legend Bounds，然后在出现的对话框中选择当前对象的局部温度范围Displayed Plots。您也可以选择User Set直接设置温度范围值。140列销的温度如下图所示。您可以在141检视区域中按一下滑鼠右键以汇出温度云影像，并在快显对话方块中设定解析度以在中输出高解析度插图。您可以在142检视剖面结果检视区域中按一下右键，以建立新的结果剖面Result Plane。截面的属性表包括Orientation(垂直坐标轴)、Location(截面的位置)、Variable(显示的