今天我們就來聊一個和熱應(yīng)力相關(guān)的話題。

本文將給小伙伴們分享一個關(guān)于一體成型電感在150℃溫箱中發(fā)生熱變形及其熱應(yīng)力分布的仿真案例，探討如何通過CST仿真得到電感的熱應(yīng)力分布。

 

【仿真流程】

 

 

一、仿真建模

電感的3D仿真模型如下圖所示

 

 

二、創(chuàng)建Thermal和 Mechanics子工程

在Simulation Project中選擇All blocks as 3D model 創(chuàng)建Thermal和 Mechanics仿真的子工程，其中project type選擇Thermal & Mechanics。Solver type選擇熱仿真相關(guān)的求解器，如THs，THt，CHT，也可以選擇與結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真相關(guān)的求解器Structural Mechanics。如下圖所示

 

 

 

三、熱仿真——Thermal steady state solver

 

 

【材料設(shè)置】

熱應(yīng)力仿真中，仿真模型中的材料參數(shù)設(shè)置要重點關(guān)注材料的熱屬性及機械屬性，即熱傳導(dǎo)系數(shù)（thermal conductivity），比熱容（specific heat），楊氏模量（young's module）、泊松比（Poisson's ratio）、熱膨脹系數(shù)（Thermal expansion coefficient）等。以鐵氧體為例，如下圖所示

 

 

 

【邊界條件設(shè)置】

選擇恒溫邊界，并設(shè)置溫度與環(huán)境溫度保持一致

 

 

 

 

【THs solver 求解器設(shè)置】

 

 

【溫度分布仿真結(jié)果】

熱穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果：電感整體溫度為150度

 

 

四、結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真——Mechanical Solver 

 

【Field source 設(shè)置】將熱仿真得到的溫度場結(jié)果作為field source添加進結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真中。

 

【Displacement設(shè)置】

 

 

 

【Mechanical Solver求解器設(shè)置】

 

 

【結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真結(jié)果】

仿真完成后，可以在2D/3D result文件夾下得到Displacement

及熱應(yīng)力的分布結(jié)果，如下圖所示。

Displacement

下圖Scale放大了100倍，可以清晰看到熱膨脹導(dǎo)致的位移變化。

 

Von mises stress

1、底部：Pin腳附近應(yīng)力較

 

2、線圈內(nèi)部

 

3、線圈頂部和側(cè)面：電感兩端相對應(yīng)力較小

 

 

 

（內(nèi)容、圖片來源：達索系統(tǒng)論壇，侵刪）

 

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