Исследование тепловых и механических процессов, их влияние на надежность проектируемого блока, выбор оптимального способа охлаждения
2.6 Моделирование тепловых процессов в программной среде Solid Works
Свойства материала
Таблица 6.
Свойства материалов
Компоненты |
Свойства |
|
Корпус и крышка |
Имя: АД31 ГОСТ 4784-97 Тип модели: Линейный Упругий Изотропный Теплопроводность: 200 W/(m.K) Удельная теплоемкость: 900 J/(kg.K) Массовая плотность: 2710 kg/m^3 |
|
Элементная база |
Имя: Медь Тип модели: Линейный Упругий Изотропный Теплопроводность: 390 W/(m.K) Удельная теплоемкость: 390 J/(kg.K) Массовая плотность: 8900 kg/m^3 |
|
Модуль общих вычислений |
Имя: СТЭФ орто Тип модели: Линейный Упругий Ортотропный Критерий прочности по умолчанию: Максимальное напряжение von Mises Теплопроводность в x: 120 W/(m.K) Теплопроводность в y: 120 W/(m.K) Теплопроводность в z: 0.4 W/(m.K) Массовая плотность: 1800 kg/m^3 Удельная теплоемкость: 1386 J/(kg.K) |
|
Модуль спец вычислений |
Имя: СТЭФ Тип модели: Линейный Упругий Ортотропный Критерий прочности по умолчанию: Максимальное напряжение von Mises Теплопроводность в x: 48 W/(m.K) Теплопроводность в y: 48 W/(m.K) Теплопроводность в z: 0.38 W/(m.K) Массовая плотность: 1800 kg/m^3 Удельная теплоемкость: 1386 J/(kg.K) |
Рис. 8. Сетка конечных элементов
Информация о сетке - Подробности
Тип сетки - комбинированная
Всего узлов 94300
Всего элементов 47112
Результаты исследования
Таблица 7
Результаты моделирования
Имя |
Тип |
Мин |
Макс |
|
Термический1 |
TEMP: Температура |
79.957 Celsius Узел: 1769 |
104.847 Celsius Узел: 87709 |
|
Рис. 9. Результат моделирование. Исследование -Термический |
||||
Имя |
Тип |
Мин |
Макс |
|
Термический2 |
TEMP: Температура |
353.107 Kelvin Узел: 1769 |
377.997 Kelvin Узел: 87709 |
|
Рис. 10. Исследование -Термический Рис. 11. Исследование Термический (обратная сторона плат) |
Таблица 8
Результаты моделирования на плате МОВ
Таблица 9
Результаты моделирования на плате МСВ
Выводы по расчету
В результате анализа эпюр и таблиц выявилось, что температура на процессоре превышает максимальное значение по каталогу почти на 25%. В связи, с чем конструкция крышки корпуса потребовала доработки для улучшения теплоотвода с наиболее нагреваемых элементов. На внутренней поверхности были фрезерованы дополнительные площади для отвода тепла (рис 12). После чего был выполнен повторный расчет.
Рис. 12. Крышка корпуса (внутренняя поверхность)