Ansys Icepak电子设备热分析

大纲

课程收益

主要内容

Ansys概述

了解Ansys在热设计、结构

设计中的应用

1.Ansys概述                     2. Icepak概述

3.稳态热分析模块Steady-State Thermal               

4.瞬态热分析模块Transient Thermal              

5.热应力分析/热力多物理场耦合Static Structural

6.结构分析：模态分析、正弦振动分析、随机振动分析、冲击分析

Icepak用户图形界面GUI

必须掌握的

部分菜单功能

1.Icepak主菜单中常用的、必须掌握的功能介绍

1.1主菜单介绍       1.2快捷工具栏             1.3模型树  

1.4问题设置         1.5求解参数设置           1.6数据库

1.7模型工具栏       1.8常用自建模对象介绍     1.9对齐操作

实例演示：菜单主要功能实例演示

Icepak自建

模型操作

必须掌握的

自建模型及其参数设置

1.块Block: 实体块、流体块、空心块、网格块

2.轴流风扇Fan

2.1鼓风、抽风、内部风扇

2.2固定流量、线性流量、非线性P-Q曲线的输入方法

2.3风扇曲线文件的输出和调用     2.4轴流风扇的工作点

2.5如何在材料库中查询所需风扇   2.6风冷设计中不收敛的情况

3.离心风机：TYPE1和TYPE2

4.面Plate

4.1风冷系统中风道用绝热导流板的应用

4.2热源与盒体之间接触热阻的应用

4.3空气薄缝用固态空气建立热阻模型

5.热源Source

5.1热耗为常数的设置             5.2热耗为脉冲信号的设置

5.3热耗为指数函数的设置

6.装配体 Assembly和非连续网格

7.开口Openging：建模、出口和入口的参数设置

8.墙体：对流换热系数和温度约束的设置

9.散热器：模型和参数化设置、散热器优化简介

10.新材料建立、辐射系数的修改   11.计算域的设置

问题设置 Problem setup

掌握变量设置、

瞬态设置

问题设置 Problem setup 的General setup

1.求解变量                      2.辐射类型

3.判断流态判断                  4.湍流模型

5.自然对流设置                  6.自然对流散热需要考虑的问题

问题设置Problem setup的Default

7.如何修改默认表面材料的发射率

8.真空工况只考虑导热和辐射散热时如何修改设置

问题设置Problem setup的transient setup

9.瞬态模拟分时计算时Restart和Full data 的设置

10.实例：如何设置在冷热环境交替工作的环境温度

11.在分析自然对流散热时设置反重力方向的初始速度

问题设置Problem setup的Advanced

12.在不同海拨高度的自然空气对流散热的设置

13.修正在不同海拨高度的风扇P-Q特性曲线的设置

14.不考虑自然对流散热的强迫风冷散热分析

15.风冷机箱的外壁通过设置对流换热系数来模拟自然对流散热

16.考虑风冷机箱外壳的自然对流散热和辐射散热的混合冷却

17.风冷机箱内导热、自然对流、强迫对流、热辐射混合散热分析

求解设置

掌握各种残差判据的设置

1.稳态分析的迭代次数设置方法

2.瞬态分析每个时间步长的迭代次数设置方法

3.流动残差标准、能量残差数值设置方法

4.如何通过观察残差曲线来判断模型错误

5.压力迭代因子、动量方程迭代因子的设置

6.计算收敛的三个标准            7.导致不收敛的数个原因

8.自然对流散热时计算域如何设置  9.自然对流散热分析的步骤

Ansys

/Geometry（DM）

掌握在DM中处理、简化CAD模型的处理

1.草图模式           2.创建3D几何体         3.概念建模     

4. CAD模型的导入和简化处理实例

4.1盒体的去孔操作

4.2盒体的输入端口、输出端口、绝缘子孔的去除操作

4.3CAD模型倒角等小尺寸特征的简化处理

4.4CAD导入后切割处理

4.5液冷CAD导入后/或自建液冷槽中液冷工质模型的建立

DM/

Electronics

掌握在DM中Electronics模块对CAD模型简化、转化处理

导入DM中CAD几何的简化、转换并导入Icepak实例

1. LED灯的CAD模型在DM中简化、导入Icepak后的自然对流和辐射散热分析

2.强迫风冷电子机箱的CAD通过DM导入Icepak的简化处理

3.肋片散热器3D肋片转换为Plate模型处理

Icepak/IDF

导入

电路板及其元器件的导入和简化

1.导入PCB电路板及其元器件到Icepak的实例

2.分析导入的电路板上元器件网络模型的热分析实例

3.用PCB基板把布线和过孔文件(.anf)导入的方法实例

4.用BLOCK把布线和过孔文件(.anf)导入的方法实例

封装芯片IC Package

的导入

掌握封装芯片的模型、布线和过孔导入方法

1.封装芯片的模型介绍

2.封装芯片IC Package布线和过孔的导入，基板、焊球、金线、外壳模型的建立实例

自然空气对流和辐射散热

掌握自然对流

散热

1.机箱内PCB和元器件自然对流和辐射散热仿真实例

2.机箱内自然对流散热时热源分时工作的瞬态分析实例

3电子机箱在任意海拔高度自然对流系数自动修正的热仿真实例

散热器

的优化设计

掌握肋片散热基板、肋片厚度、

间距的优化

1.自然空气对流时对散热器进行优化

2.规定散热器质量和全局最高温度时散热器的优化设计仿真

强迫风冷、液冷、热管散热

掌握风冷、液冷、热管散热的建模、网格划分，通过结果分析改进模型

1.风冷电子机箱异型CAD导流罩的热仿真

2.风冷 LED灯太阳花散热器的仿真

3.强迫风冷的热管散热器实例

4.水冷槽内加工散热器翅片并/串联工质的仿真

5.机箱中散热器作为风道的强迫风冷散热分析

6.机箱的鼓风机和抽风机在风冷系统中散热效果的比较

7.机箱在任意海拔高度风扇P-Q曲线自动修正和风冷仿真

8.电子机箱鼓风的风扇位置的系统级参数优化

9.笔记本电脑的强迫风冷散热的热分析

10.笔记本强迫风冷和热管散热器热分析

风冷机箱的

恒温控制

掌握宏中的

恒温控制

1.风冷机箱的恒温控制热源       2.风冷机箱的恒温控制风扇

真空环境

的仿真

掌握真空设置、分析、接触热阻

1.电子机箱/盒体真空环境的热仿真

离心风机

的应用

离心风机的调用和自建模型

1.TYPE1叶轮风机的应用          2.TYPE2离心风机的应用

封装芯片IC热阻的仿真

掌握宏中的JEDEC标准机箱和风洞

1.封装芯片自然对流散热的热阻仿真

2.封装芯片强迫对流散热的热阻仿真

3.封装芯片壳结热阻仿真           4.封装芯片结版热阻仿真

PCB导热系数的仿真

掌握PCB平面和法向导热系数的计算方法

1.PCB简化模型考虑铜层时的切向和法向导热系数的两种计算

2.用BLOCK导入PCB布线和过孔时切向和法向导热系数的仿真

3.用PCB导入PCB布线和过孔时切向和法向导热系数的仿真

PCB布线铜箔的焦耳热仿真

电路铜箔焦

耳热

1.风冷时考虑PCB布线铜箔的焦耳热仿真

MRF风扇仿真

掌握从CAD导入的风扇风冷仿真

1.实体MRF风扇曲线特性的仿真

2.机箱内实体风扇MRF的风冷仿真

实体散热孔GRILL的仿真

掌握CAD导入散热孔的仿真方法

1.在DM中异形实体散热孔模型GRILL的导入和转换

2.强迫风冷机箱中应用简化的散热孔GRILL 的仿真

3.强迫风冷机箱中实体GRILL的热仿真

TEC热电制冷（半导体制冷）

掌握TEC

热电致冷

1.机箱风冷中TEC热电制冷的应用

瞬态分析

掌握瞬态分析时间步进设置、脉冲热耗设置

1.各种瞬态步进设置

2.瞬态模拟分时计算时Restart和Full data 的设置

3.如何设置在冷热环境交替工作的环境温度

ZOOM-IN

功能

掌握先系统分析、后局部细化分析

1.风冷机箱中PCB功耗均匀分布的热仿真

2.风冷机箱中PCB功耗细化并使用ZOOM-IN功能的仿真

重要的设置

掌握常用

重要设置

1.真空环境的设置                  2.如何设置固定温度

3.如何设置功率管与盒体之间接触热阻

网格划分

掌握非结构网格、HD网格、多级网格、网格细化、非连续网格的划分

网格控制

1.ICEPAK网格类型                 2.占优网格Mesher-HD

3.非结构化网格Hexa-Unstructured  

4.结构化网格Hexa Cartesian

5.全局最大网格尺寸Max X 、 Max Y 、 Max Z的设置

6.网格控制中的几何体之间的最小间隙Minimum gap设置

7.间隙最少网格数Min elems in gap、模型边最少网格 Min elems on edge网格增长率  Max size ratio

8.网格增长率ratio含义和取值范围   9.No O-grids 的含义

10. o-grids在划分网格中的作用

11.网格设置中Set uniform mesh params 的含义

12.网格控制中选项Options的设置

13.网格控制中Misc 中Allow min gap changes选项

14.模型中有异形CAD、薄壳、Pachage、PCB建议的三个选项

15.模型几何体的网格细化          16.网格质量检查

非连续网格

17.非连续网格设置的8项要求      18.非连续网格的7项自动检查

多级网格的划分

19.多级网格镇中每一级网格的尺寸关系

20.实例：长方体实体块网格默认设置、局部细化和装配体的网格划分

Static Structural

热-力耦合分析

1.电路板的热应力变形分析

Steady-State Thermal

稳态

热分析方法

1.稳态热分析Steady-State Thermal的网格划分、设置和后处理

Transient Thermal

瞬态

热分析方法

2.瞬态热分析模块Transient Thermal的网格划分、设置和后处理

热应力、机械应力、电应力导致失效的案件、

措施

多层瓷介

电容失效

1.贴片元器件布局不当、大焊盘、超声波清洗、手工清洗导致失效

2.电路板弯曲的机械应力致多层瓷介电容失效的案例和预防措施

3.热应力导致多层瓷介电容失效的案例和预防措施

4.电应力导致多层瓷介电容失效的案例和预防措施

5.片式多层瓷介电容器侧立焊接导致的瓷体开裂案例

6.陶瓷基板上装配多层瓷介电容器热失配导致裂纹及解决措施

7.片式多层瓷介电容器与固定的环氧胶热应力导致瓷体裂纹案例

工艺设计

表贴焊盘、盒体盲腔、散热孔的设计

1.表贴器件焊盘的设计           2.功率管槽的设计

3.QFN散热孔的设计

备注

1、课程期间由宏新环宇统一安排电脑；

2、开课前老师会针对学员反馈的技术问题进行分析，对共性问题在课堂中老师会与学

   员共同分析探讨、个性问题将在课下单独交流。

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培训费用

万  仟  佰  拾  元

付款方式

□银行汇款    □刷卡     □现金

□微信        □支付宝

汇款账号

户  名：宏新环宇（北京）信息技术研究院有限公司

帐  号：697007433

开户行：中国民生银行股份有限公司北京西单支行

房间预订

（费用自理）

□是                    □否

□标准双人房   间       □标准大床房   间

□入住时间   月   日-   月   日

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