● 摘要
论文对产品的性能与温度环境适应性优化设计方法进行研究。针对对温度较敏感的电子产品,从温度环境效应机理分析、局部环境应力的确定方法、温度环境适应性设计裕度的确定方法以及产品性能与温度环境适应性优化设计方法等方面进行了阐述。首先对电子产品的温度环境进行分类,并分别研究各种温度环境效应以及其对产品产生的失效模式和失效机理。在此基础上,研究确定产品局部环境应力的方法,用热分析软件BETA soft对实例电路板进行热分析,为确定局部应力提供了一个较好的方法。为了保证产品在给定温度环境应力条件下的适应能力和可靠度,论文提出利用反推应力-强度干涉模型的方法来求解产品温度环境适应性的设计裕度。在已知可靠度、应力均值和方差以及温度设计强度方差的前提下,利用迭代的方法求得产品的温度设计强度值,从而得出产品的温度环境适应性设计裕度。最后,对产品性能与温度环境适应性综合优化设计方法进行了探讨。从元器件的选择、元器件的降额设计、元器件的合理布局、自补偿电路设计、装配设计、温度控制方式的选择和参数的优化处理几个方面对产品优化设计的方法进行了研究。其中对元器件的布局采用模拟退火算法进行了实例优化,达到了较好的降温效果。在参数优化方面,利用加权的方法将性能参数和温度环境适应性参数的误差函数综合到一个优化模型当中,可以利用模拟退火算法使性能与温度环境适应性均能满足要求并达到最优匹配。
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