CAE技术简介及其在连接器设计中的应用

CAE技术介绍及其在连接器设计中的应用Rev.012014/09/10CAE分析简介CAE——ComputerAidedEngineering，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。CAE软件目前主体是有限元分析（FEA,finiteelementanalysis）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…)前处理软件通用分析软件专用分析软件FEAsoftwareCAE技术的作用CAE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。设计制造测试失效分析提高设计质量缩短设计周期降低成本增强弹性在产品制造之前确定合理的材料/制造方式模拟部分实验方案，节省时间与成本进行事故分析，查找事故原因CAE分析的步骤1.几何模型简化2.网格划分/类型3.载荷/材料参数4.求解方式选择1.计算机求解设定2.跟踪求解过程3.解决求解异常……1.图像/数据输出2.分析结果判读3.设计建议/报告整理……running建模/前处理分析求解后处理/判读~40%<10%~50%feedbackCAE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CAEengineerCAE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：CAE与DSN研发DSNRD（弹片/连接器）结构/力学分析塑胶件模流分析（FPC/工业连接器）电-热分析（FPC/高频连接器）电气性能分析SSHIT-riseSICAE应用展示–弹片产品3D分析模型分析后处理材料参数(Materialproperty)材料厚度(仅针对shell模型)网格类型(S4R,C3D20R…)接触对(interaction)边界条件(变形量,固定方式…)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。CAE应用展示–FPC电热片产品3D分析模型建立分析后处理材料参数(Materialproperty)输入电流(Currentinput)对流换热系数(Convectioncoeff.)表面辐射(radiantemissivity)环境温度(Ambienttemperature)温度分布温升过程FPC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。CAE应用展示–工业连接器产品3D分析模型建立分析后处理材料参数(Materialproperty)电流载荷(Currentinput)对流换热系数(Convectioncoeff.)表面辐射(radiantemissivity)接触面积(Ambienttemperature)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。Futureplan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：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。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目前正在根据产品的战略布局对这两个领域的