Ansys Mechanical｜使用Trace Mapping建立PCB板的有限元模型

传统方法 vs ECAD方法

传统方法既繁琐又费时。以下是一些数据：

·导出电路板布局的step文件大约需要30分钟。

·导入Ansys SpaceClaim中大约需要10分钟。

·进行布尔运算和共享拓扑操作大约需要24小时甚至更久。

而ECAD方法更加快速且准确。

·从ECAD数据映射每层中的金属组分(metal fraction)。

·需要导入一个ECAD文件。

·形成高度准确且快速的解决方案。

·通过保持模型逼真度和流畅的工作流程，平衡好计算速度和准确度关系。

·网格划分时，在笛卡尔网格上计算金属组分。

·金属组分用于确定 CFD/FEA 网格中每个单元的正交各向异性电导率。

Mechanical中有4种进行trace mapping仿真流程，每一种流程会根据不同标准提供对应理解。

仿真流程1

SIWave→Icepak→Mechanical: 电热应力工作仿真是十分先进的模拟计算。

1. SIWave提供了最全面的PCB载荷 (其连接到Icepak，下图未展示)，Icepak是同类产品中最好的电子冷却仿真软件。

2. Icepak的温度可以反馈回SIWave中，探究它们对焦耳热的影响。

3. 使用Trace Import细化Icepak & Mechanical所需网格。

仿真流程2

SIWave→Mechanical

1. SIWave提供最全面的PCB载荷。

2. Mechanical准确仿真“传导为主导”的热传递。

3. 使用Trace Import细化Mechanical所需网格。

4. 可以直接连接到结构分析仿真(下图未展示)。

仿真流程3

Mechanical

1. 需要所有物体的详细网格。

2. 使用时仅需要Mechanical-Enterprise许可证。

3. 简化一系列载荷和BC值。

4. 可以直接连接到结构分析仿真(下图未展示)。

5. 可以完全耦合所有自由度。

仿真流程4

Trace Modeling也非常适用于Ansys Sherlock。

1. Sherlock可以使用trace定义来创建PCB板上走线和导通孔等各个结构。

2. 提供更准确的跨层材料属性。

3. 增加所需单元的数量和复杂性。

ECAD几何可以直接导入到SpaceClaim中创建可以使用的几何实体或者壳模型。

将材料Trace Mapping到Mechanical中进行结构或热分析。