图1 某印刷电路板的热分析模型
图2 某印刷电路板的温度分布图
91质量网开发了专业的分布式多学科协同可靠性仿真软件(了解更多内容,请本公众号回复“分布式仿真”),在热疲劳可靠性仿真分析方面,已在核工业、航空、风电、兵器等领域得到广泛应用。
热疲劳可靠性分析是热疲劳分析与可靠性分析的一体化,在分析时,很多情况下难以直接建立应力、应变、位移等与载荷、材料、结构尺寸的关系,往往需要借助热分析CAE工具进行分析,这种情况下反映为功能函数与基本随机变量的关系是隐式的。
从可靠度计算的角度分析,模拟法和响应面法一般只需要获得功能函数在给定样本点的值,这些值可以借助热分析CAE工具分析获得,再对结果进行统计来计算可靠度;一次可靠度法不仅需要计算功能函数的值,还需要获得功能函数关于随机向量的梯度。
利用热分析CAE工具进行可靠性仿真计算,必须解决以下2个问题:
(1)可靠度计算程序对热分析CAE软件的封装和调用,以实现功能函数值的计算;
(2)梯度的计算,这可以在获得功能函数值的基础上采用有限差分法计算。
因此关键是实现利用热分析CAE工具实现功能函数值的计算。
有两种实现可靠性仿真计算的思路:抽样仿真和迭代仿真,如图3所示。
图3 可靠性仿真的流程