CAE技术简介及其在连接器设计中的应用

1、CAE技术介绍及其在连接器设计技术介绍及其在连接器设计中的应用中的应用Rev. 012014/09/102 of 11CAE 分析简介分析简介uCAEComputer Aided Engineering，计算机辅助工程,指用计算机辅助(以软件为手段)求解分析&协助优化复杂工程问题和产品性能,业界一般称仿真分析或工程分析。uCAE软件目前主体是有限元分析（FEA, finite element analysis）软件，即基于有限元算法编制的软件（其他数学算法，如有限差分，有限体积法不作讨论）。结构(碰撞、振动)流体(散热，模流)电磁场(信号，射频)声学(音响)光学(LED)前处理前处理软

2、件软件通用分析通用分析软件软件专用分析专用分析软件软件FEA software3 of 11CAE 技术的作用技术的作用uCAE技术最早始于上世纪60年代美国NASA为登月计划而开发的分析程序（即MSC-NASTRAN的前身），目前CAE技术已广泛应用在航空航天，汽车，军工，电子，建筑等诸多行业。设计设计制造制造测试测试失效分析失效分析u提高设计质量提高设计质量u缩短设计周期缩短设计周期u降低成本降低成本u增强弹性增强弹性u在产品制造在产品制造之前确定合理之前确定合理的材料的材料/ /制造制造方式方式u模拟部分实模拟部分实验方案，节省验方案，节省时间与成本时间与成本u进行事故分进行事故分析，查

3、找事故析，查找事故原因原因4 of 11CAE分析的步骤分析的步骤p1.几何模型简化p2.网格划分/类型p3.载荷/材料参数p4.求解方式选择p1.计算机求解设定p2.跟踪求解过程p3.解决求解异常pp1.图像/数据输出p2.分析结果判读p3.设计建议/报告整理prunning建模建模/ /前处理前处理分析求解分析求解后处理后处理/ /判读判读40%10%50%feedback5 of 11CAE工程师的技能要求工程师的技能要求专业领域的基础理论英文、计算机技能必要的CAD操作能力测试/实验设计能力有限元算法、网格拓扑结构产品设计、制造、应用知识资料检索、软件调试、二次开发CAD模型简化、优化

4、修改材料、力学，电/磁，流体测试条件、约束方法有限元基础理论分析对象有关的工程知识uCAE是一个综合性的学科，对CAE工程师的技能要求也比较宽泛，同时不同领域的CAE分析所要求的技能也不尽相同，大体可以综合成如下几项：6 of 11CAE 与与DSN研发研发DSN RD（弹片（弹片/ /连接器）连接器）结构结构/ /力学分析力学分析塑胶件模流分塑胶件模流分析析（FPC/工业连接器）工业连接器）电电-热分析热分析（FPC/高频连接器）高频连接器）电气性能分析电气性能分析7 of 11CAE应用展示应用展示 弹片弹片产品产品3D分析模型分析模型分析后处理分析后处理材料参数材料参数(Material

5、 property)材料厚度材料厚度(仅针对仅针对shell模型模型)网格类型网格类型(S4R,C3D20R)接触对接触对(interaction)边界条件边界条件(变形量变形量,固定方式固定方式)u在弹片类产品设计前段进行力学分析，确认弹片机械性能，在材料选用/结构设计上达到最佳化。8 of 11CAE应用展示应用展示 FPC电热片电热片产品产品3D分析模型建立分析模型建立分析后处理分析后处理材料参数材料参数(Material property)输入电流输入电流(Current input)对流换热系数对流换热系数(Convection coeff.)表面辐射表面辐射(radiant emi

6、ssivity)环境温度环境温度(Ambient temperature)温度分布温度分布温升过程温升过程uFPC电热片类产品设计时进行电-热分析，确认并优化其线路电阻/温度分布。9 of 11CAE应用展示应用展示 工业连接器工业连接器产品产品3D分析模型建立分析模型建立分析后处理分析后处理材料参数材料参数(Material property)电流载荷电流载荷(Current input)对流换热系数对流换热系数(Convection coeff.)表面辐射表面辐射(radiant emissivity)接触面积接触面积(Ambient temperature)u大电流类连接器的电-热分析与FPC原理相同，但涉及复杂的接触情形，需要更多关注。10 of 11Future planu模流（HI）分析以及电性(SI)分析的在电子连接器行业应用目前也相当普遍：u模流分析在设计段发现塑胶产品的注塑成型（流动/收缩等）问题，优化模具设计。u电性分析则根据产品的结构和信号输入，确定信号在经过连接器时的损耗/干扰等。DSN目前正在根据产