● 摘要
模型修正对仿真技术的进一步应用推广至关重要,因为只有确保模型的准确性,基于该模型的各项仿真分析才有意义。然而目前可靠性仿真试验中所采用“试凑”的模型修正方法精度太低无法保证模型准确性,因此为了确保可靠性仿真试验更具有实际意义,急需找到一种新的模型修正方法。本文在此工程背景下,首先研究了基于响应面法的优化设计理论,然后将该理论结合印制电路板组件(PCBA)的特点分别研究了PCBA的动力学模型修正方法和热力学模型修正方法。
对于PCBA的动力学模型修正,在将印制电路板和元器件材料看作正交各向异性的前提下,本文提出了一种基于响应面法的PCBA动力学模型修正方法。利用相关性分析筛选出对PCBA模态频率影响较大的初始筛选参数作为最终待修正参数;根据修正参数的数目选择合适的试验设计方法获取样本点构造多项式响应面模型;通过最小二乘法拟合多项式系数并检验响应面拟合精度;用响应面预测结果与模态实测结果的误差绝对值构造目标函数;通过多目标遗传算法(MOGA)迭代计算得到修正后的最优参数,将模型修正后的参数值代入有限元模型计算得到修正后最优模型。最后以某航空电子产品中的三块PCBA为案例,对比修正前后各阶模态频率与实测值的相对误差,结果表明经过模型修正,各阶模态频率与实测值的相对误差均明显减小,验证了该方法对PCBA动力学模型修正的有效性。
对于PCBA的热力学模型修正,本文采用基于拉丁超立方抽样试验设计和Speraman等级相关系数计算公式的相关性分析方法找出了电子产品热仿真试验中对元器件表面温度值影响较大的输入参数,然后进一步分析得出了输入与输出之间的函数关系;在此基础上给出了PCBA热力学模型修正的一般方法流程;最后利用该方法在只调用两次有限元软件的基础上修正了某航空电子产品中一块PCBA的热力学模型并得到了较精确的结果,从而验证了该热模型修正方法的精确性和高效性。