Fluent案例｜电路板热应力计算

本算例演示利用Fluent计算电路板热应力的基本流程。

1 问题描述

计算模型如下图所示。

o板的材料为PCB，其它元件为SiC，传热分析的载荷与约束条件如图所示所示，电路板对外界的对流换热系数为1e-005 W/mm^2-C，空气环境温度为40℃；电路板的8个螺钉孔固定，考虑重力与温度的耦合作用下电路板的应力分布状态。

材料性能参数如下表所示。

几何组件分组及边界命名如下图所示。

计算网格如下图所示。

注：Fluent中结构计算只能使用四面体或六面体网格。

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2 Fluent设置

2.1 模型选择

• 激活能量方程

• 激活Structure模型

• 激活选项Linear Elasticity及Thermal Effects

2.2 材料参数

• 定义材料介质pcb

• 定义材料介质sic

2.3 计算区域设置

• 指定区域solid1的材料介质为sic

• 将solid1区域的数据拷贝到其他区域（除了pcb-solid区域外）

• 指定pcb-solid区域的材料为pcb

• 打开区域vhs-solid2设置对话框，激活选项Source Terms，指定能量源为3e5 W/m3

2.4 边界条件设置

• 指定边界heatfluxsurface为Heat Flux，并指定Heat Flux为70 W/m2

• 将边界heatfluxsurface的信息拷贝到其他以heatfluxsurface开头的边界上，如下图所示

• 选中所有已t50开头的边界，点击右键并选择菜单项Multi Edit…

• 如下图所示设置这些边界的温度为50 C

• 选中所有已t80开头的边界，点击右键并选择菜单项Multi Edit…

• 如下图所示设置这些边界的温度为80 C

• 设置边界pcbhtsurface的类型为Convection，指定对流换热系数为10 W/(m2 K)，指定自由流温度为40 C

• 如下图所示，设置边界fixedsurface的所有位移为零，表示该边界为固定边界

2.5 Controls设置

• 如下图所示，禁用流动方程求解

2.6 初始化计算

• 采用默认初始化

2.7 迭代计算

• 设置迭代计算300步

3 计算结果

• 温度分布

• 总位移分布

• 米塞斯应力分布

几何文件下载：

链接：https://pan.baidu.com/s/1Tbv-g2lK-i3NDuNRhDBUFQ
提取码：hyop