有限元基础期末测试.docx

有限元基础期末测试.docx

《有限元基础期末测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有限元基础期末测试.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

有限元基础期末测试

《有限元基础》期末测试

一、结构线性静力分析

如图所示的托架，其顶面承受的均匀分布载荷。

托架通过有孔的表面固定在墙上，托架是钢制的，弹性模量，泊松比，托架尺寸如图，单位为英寸。

试通过ANSYS求其变形图及vonMises应力分布图。

对题目分析。

进行建模，网格划分

托架网格图

施加约束后，就可以对实体进行加载求解，

托架变形图

托架变形图输出的是原型托架和施加载荷后托架变形图的对比，虚线部分即为托架的原型，托架变形图可看出，由于载荷的作用，托架上面板明显变形了，变形最严重的就是红色部分，这是因为其离托板就远，没有任何物体与其分担载荷，故其较容易变形甚至折断。

这是我们在应用托架的时候应当注意的。

节点位移图

托架vonMises应力分布图

上面两个图为托架的应力分布图，由图可看出主要在两孔处出现应力集中，也就是说这些地方所受的应力的最大的，比较容易出现裂痕。

我们在应用托架的时候，应当注意采取一些设施，以便减缓其应力集中。

特别是在施加载荷时，绝对不能够超过托架所能承受的极限，否则必将导致事故的发生。

二、动力分析

如图1有一梁板结构，板的四角由四根梁固定支撑，板质量集中于中央。

梁板材料相关参数为弹性模量，泊松比，密度。

板的厚度，板长，宽，板的质量。

梁长，截面面积为，惯性矩为，现在板的表面施加均匀压力载荷如图2。

试研究该梁板结构的瞬态动力响应。

图1

图2

建立有限元分析模型并附加动力

节点146的位移时间历程结果

三、非线性屈曲分析

如图，一根长，截面高度，截面面积，惯性矩的细长杆受轴向载荷的作用，若沿X方向取10个主自由度，求其屈曲模态。

变形图

进行建模，施加边界条件和载荷，进行分析得：

从输出窗口中，可查到屈曲荷载系数为38.552928。

四、热分析

MCM的结构如图所示：

其中大芯片热流密度60.1×106W/m3，小芯片为61.54×106W/m3，周围空气温度25，对流换热系数10W/（m2.K）。

MCM截面图MCM俯视图

MCM结构参数和材料属性

模型组件

材料

尺寸（mm）

导热系数（W/m.K）

芯片

硅

8×8×0.65，5×5×0.65

82

芯片凸点

5Sn/98Pb

10×10,6×6,Φ0.3,Height:

0.2,Pitch:

0.75

36

基板

聚酰亚胺

40×40×1.5

0.2

焊料球

37Sn/63Pb

26×26,Φ0.6,Height:

0.4,Pitch:

1.27

50

PCB

FR4

100×100×1.5

8.37，8.37，0.32

热介质材料

导热脂

Thick:

0.15

1

粘接剂

粘接剂

Thick:

0.15

1.1

热扩展面

铜

40×40×1.5

390

热沉

铝

Base:

46.5×46.5×1.5,Pinnumber:

16,Pinheight:

8

240

1、建模网格划分

MCM网格划分图

分析处理（温度云图）结果