跌落/冲击过程中PCB板的有限元模拟

封装的可靠性是保证器件稳定,且发挥正常功能的重要性能。建立了PCB板及封装件的三维有限元分析模型,采用Input-G方法模拟封装整个跌落过程,计算PCB板的动力学响应,研究了影响跌落实验的各个参数。将Input-G简化模型与带焊点的模型模拟结果进行对比分析,模拟分析表明：Input-G简化模型可以大大节约计算时间,提高工作效率。对于PCB板而言,利用Input-G简化模型来研究其上的动力学响应是可行的。     

球栅阵列封装板级跌落试验与有限元分析

通过板级跌落试验研究球栅阵列(BGA)封装在冲击脉冲下的动态响应和失效模式,并运用有限元软件ABAQUS对跌落过程进行模拟。模拟计算结果与实验结果一致,应力最大值出现在最外围拐角焊点与印刷电路板PCB侧焊盘的连接处,剥离应力是导致焊点裂纹萌生、扩展最终完全断裂的主要原因。此外,研究了外围尺寸相同的3种不同焊点分布对PCB挠度和最外围拐角焊点剥离应力的影响,结果表明:焊点分布对PCB挠度影响较小;外围焊点分布密度显著影响最外围拐角焊点的剥离应力。     

跌落冲击载荷下POP封装动力特性研究

基于JEDEC标准,采用ABAQUS软件建立了具有5个POP封装组件的三维有限元模型,通过试验验证了模型的准确性,讨论了PCB板阻尼、焊点形状、焊点材料及焊点直径对该封装组件在跌落冲击过程中动态响应的影响.结果表明：POP封装组件关键焊点的最大法向拉应力随PCB阻尼和焊点直径的增大而减小;截顶球形焊点最大法向拉应力都大于柱形焊点的最大法向拉应力;无铅焊料焊点最大拉应力大于锡铅焊料焊点最大拉应力,而对于无铅焊料,角焊点最大拉应力随着含锡量的增加而减小.     

跌落碰撞下球栅阵列无铅焊点失效分析

为探究板级跌落碰撞下球栅阵列(BGA)无铅焊点的失效机制,分别进行了3种不同高度下BGA无铅焊点跌落试验和染色试验,分析无铅焊点在跌落碰撞下的失效机制,并与前人结果加以对比.结果表明,在跌落碰撞下,无铅焊点的失效机制为靠近封装一侧的金属间化合物(IMC)界面脆性断裂,BGA无铅焊点失效的根本原因是机械冲击和电路板(PCB)的往复弯曲.     

基于ANYSYS的电路板组件的跌落仿真

基于ANSYS/LS-DYNA的结构动力分析模块,对印刷电路板组件进行了跌落仿真分析,模拟了整个跌落撞击过程,分析了不同边界条件以及封装件的布置方式对电路板组件动态响应的影响。     

延展钢网板用于拱形支护的研究

研究延展钢网板的力学特性及其简化计算的模型 ,同时探讨了这种新型支护材料在水利工程中的应用前景。通过对拱形延展钢网板的力学特性进行有限元数值模拟 ,用刚度等效的平板模拟拱形廊道支护试验中的延展钢网板 ,所得的计算结果与试验值比较接近。结果表明 ,用等效的平板模型来模拟延展钢网板是可行的 ,从而为钢网板在工程中应用提供一种简便而可靠的计算方法     

子母战斗部跌落安全性研究

采用LS-DYNA动力学仿真软件对某半穿甲子母战斗部3 m高度以不同跌落方式自由落体进行了数值模拟计算.通过计算,得到在不同状态下战斗部跌落时的结构应力变形和装药过载响应数据.结果表明,战斗部大端朝下垂直跌落时内装子弹装药所受过载最大,安全性威胁较大,为后续战斗部跌落试验提供了一定的参考.后续战斗部跌落试验和数值模拟结果较为相符.     

破片侵彻钢/陶瓷/钢复合板的特性分析

为了从理论角度分析钢/陶瓷/钢复合板抵御爆炸破片的侵彻能力,将钢/陶瓷/钢复合靶板简化为由单层的薄板(钢面板)与陶瓷/钢复合靶板组合而成,建立了破片侵彻复合板过程的理论分析模型。结合Florence模型推导了弹体穿透钢/陶瓷/钢复合靶板的剩余速度公式。采用非线性动力学计算程序AUTODYN模拟了圆柱形破片对钢/陶瓷/钢复合靶板的侵彻过程,模拟结果与理论计算结果吻合较好,推导得到的理论公式具有一定的工程实用性。     

高耸钢塔结构的脉动风荷载模拟及结构风振响应分析

采用谐波叠加法模拟作用于钢塔各层上的脉动风荷载时程样本,把钢塔结构简化为二维串联多自由度动力学模型,采用ANSYS的瞬态动力学分析模块,计算了钢塔结构的风振动力响应,为进一步对高耸塔式结构进行振动控制提供了必要的技术参数.     

载人飞船座椅着陆缓冲系统的动力学模型

在载人飞船着陆冲击中,座椅缓冲系统对宇航员防护具有重要意义.基于飞船返回舱整舱跌落试验舱体加速度曲线特征和宇航员座椅缓冲系统响应的试验数据,建立了包含缓冲器、座椅、赋形垫和人体的人-椅系统垂直着陆冲击动力学模型.将模型计算结果和试验数据进行比较的结果表明:计算得到的人体动力学响应的主要物理阶段和幅值均与试验结果符合良好.该模型建立了底部冲击加速度波形和人椅系统响应的直接关联,物理意义明确,便于工程应用.     

HydroMP:基于云计算的水动力学建模及计算服务平台

为解决传统开发水利模拟服务模式中存在的计算精度与效率矛盾及模型接口不统一等技术瓶颈,构建了基于云计算的水动力学模拟服务平台,并提出云计算模式下一维水动力学模型的集成方法和调度模式,通过对模拟模型数据接口、模型调用、模型交互及处理、计算资源分配等方面进行封装,采用Web Service、XML(Extensible Markup Language)及OpenMI(Open Model Interface)等技术实现了云计算平台下模型的调用、模型与平台间的数据交换和资源动态分配。以南水北调中线工程水力响应分析为例,应用开发的云计算水动力学模型进行了多方案、多层次的模拟计算,在计算效率、兼容性等方面具有良好的效果。研究表明:云计算模式下,可实现水动力学模型在广域互联网上的多客户端、多用户、多方案并发计算,采用云端计算和存储模式降低了高性能计算的门槛,提高了模型复用率和计算资源利用效率。     

波动问题中桥梁转体结构等效动力计算模型

研究铁路环境振动在转体桥梁中传播的波动问题时,转体结构的模拟至关重要。精细化建模能够有效提高结果的准确性,但其建模过程较为复杂且求解需耗费大量计算时间。为了提高波动问题的求解效率,基于结构动力学中阻抗等效原则对转体结构复杂几何进行了简化,推导了等效计算公式,建立了等效的动力计算模型,通过将实测的加速度时程作为输入,求解结构振动响应,并结合精细化有限元模型和现场振动试验的结果验证其准确性。研究表明：本文所提出的等效动力计算模型可得到较为精准的响应结果,且求解时间仅为精细化有限元模型的29%。该模型具有建模简单、计算快速等优点,能够为研究转体桥梁波动问题提供一种新的建模思路。     

爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应分析

采用理论与有限元仿真相结合的方法,研究爆炸荷载下夹层玻璃曲板动态响应的计算方法.推导了固支边界夹层玻璃平板的动态响应理论计算方法,发现PVB弹性模量对理论计算精度有重要影响.继而对爆炸荷载下夹层玻璃曲板的动态响应进行了研究,发现夹层玻璃曲板存在两个稳定的曲板系数(CCP),为曲板动态响应计算提供了一种简化的方法,即根据同样尺寸的夹层玻璃平板动态理论计算最大挠度和最大主应力,相应乘以曲板系数即可预估夹层玻璃曲板的最大挠度和最大主应力.文中还定性分析了夹层玻璃曲板几何参数对曲板系数的影响,拟合得到了经验公式,为夹层玻璃曲板动态响应的预估提供了一种简便、实用的计算方法.     

自行炮车体有限元分析

建立自行炮车体有限元模型的目的在于对其进行动力特性分析和求解动力响应，并作为地炮动力学仿真的重要组成部分。该文在一些假设的基础上运用Ｉｄｅａｓ软件建立了某型自行榴弹炮车体的有限元模型。建模中，把车体骨架简化为梁系，车体甲板以板单元模拟，发动机，变速箱等主要部件作为集中质量处理，并采用主从度法考虑了加强筋与甲板的连接问题，以辐射状的梁系模拟了炮塔和底盘的关系。     

编织袋的跌落强度分析

将柔性包装袋简化为弹性薄膜模型，依据弹性动力学理论，对包装袋在跌落冲击时的强度进行了分析，得到了弹性动力学解，本文结果，可为柔性包装袋选材及结构设计提供参考依据。     

基于动柔度法的车-线-桥垂向耦合振动分析

利用动柔度的思想建立高速铁路车辆-轨道-桥梁垂向耦合动力学频域模型。将车辆看作具有10自由度的多刚体系统,推导出车辆系统的动柔度;将钢轨看作无限长Timoshenko梁、轨道板简化为自由-自由的Euler梁、桥梁简化为简支Euler梁,扣件系统和CA砂浆层用线性弹性阻尼单元模拟,从而建立线-桥垂向动力相互作用系统,利用动柔度的思想求得线-桥垂向动力相互作用系统的动柔度;利用线性化Hertz接触理论,将车辆系统与线-桥垂向动力相互作用系统耦合成车-线-桥垂向耦合振动模型。分别求解单位简谐激励、轮轨几何粗糙度激励下的轨道系统和桥梁结构的动力学响应,最后结合虚拟激励法求解轨道谱激励下的轨道系统和桥梁结构的随机振动响应。研究结果表明:利用动柔度思想建立的频域车辆-轨道-桥梁垂向耦合动力学模型,具有逻辑清晰、求解快速的特点,能够直接求解系统在频域的动力学响应。     

大型汽轮发电机若干部件有限元分析模型探研

本文提出采用有限元板壳单元模型来模拟大型汽轮发电机若干部件的力学分析模型,通过理论与有限元计算分析可见,采用这样的模型,可以简化模型的建立,简化计算,并能取得与理论上加筋用梁模型所获得的效果和计算精度.本文提出的简化模型有效性已经在若干发电机力学问题的分析中获得验证.     

双钢板混凝土组合板在撞击荷载下的动力响应

为研究双钢板混凝土组合(SC)板的抗撞性能，本文采用ABAQUS建立了SC板在落锤撞击下的有限元模型，并通过已有SC板落锤撞击试验结果验证了数值模型的准确性.基于此，重点研究了构件钢板含钢率、撞击高度、材料强度、边界条件与撞击物形状等参数对该类构件动力响应的影响；最后利用简化能量守恒法计算了SC板跨中最大挠度.结果表明:在本研究参数分析范围内，钢板含钢率、撞击高度、撞击物形状与边界条件对该类构件动力响应影响较大，且当钢板含钢率大于4%时影响更加明显.建议的简化能量守恒法可有效预测SC板在撞击荷载作用下的跨中最大挠度.     

平头弹撞击钢筋混凝土板的三维细观力学模拟

研究钢筋混凝土板在弹丸撞击作用下的响应和破坏对防护工程（核电厂安全壳）的安全计算和安全评估具有十分重要的意义.利用三维细观力学模型研究了平头弹以不同速度撞击钢筋混凝土板的开裂模式.假定混凝土是由砂浆基体、粗骨料和界面过渡层（ITZ）三相组成的复合材料,提出了三维三相细观力学模型的建模方法,并通过单元重构技术克服了ITZ层太薄而难以模拟的问题,从而大大提高了计算效率.结果表明：数值模拟再现了平头弹撞击钢筋混凝土板厚度方向的开裂破坏情况,模拟结果与实验观察具有良好的一致性.     

三自由度液压伺服关节动力学模型简化

采用拉格朗日法建立了三自由度液压伺服关节精确动力学模型．通过理论分析与仿真试验,阐述了重力项、惯性耦合项、向心项、哥氏项以及它们的组合形式对系统动态响应的影响,并根据以上诸因素对系统各自由度影响程度的不同,对精确模型进行了简化,仿真结果表明：简化模型与精确模型具有一致性．因此,采用简化模型代替精确模型是可行的,可使计算量大大减少．