基于电路板传递特性的器件疲劳程度的计算方法技术

本发明专利技术涉及基于电路板传递特性的器件疲劳程度的计算方法，根据电路板所处的振动环境确定输入功率谱密度(PSD)谱线，并对谱线进行插值处理，根据电路板的几何参数与物理参数确定其传递函数，进而利用传递计算公式得到电路板相关位置点的响应PSD和3σ相对位移；利用Steinberg疲劳公式计算得到20

【技术实现步骤摘要】
基于电路板传递特性的器件疲劳程度的计算方法


[0001]本专利技术涉及电子元器件疲劳及可靠性分析
，具体为基于电路板传递特性的器件疲劳程度的计算方法。

技术介绍

[0002]航空电子设备在工作过程中由于飞行器发动机工作、旋翼转动以及外界气流扰动等因素，导致其所处的力学环境较为恶劣，航空器动力部件及外扰动引起的振动是造成电子设备元器件失效的重要原因。电路板作为机载电子设备的基本组成部分，环境中的振动通过电路板传递至元器件上，电路板自身的力学特性会对振动的传递起到调质作用，因此，对电路板设计开发人员而言，如过能够在设计初始阶段准确、快速预估电路板的传递特性及板上元器件的疲劳寿命，对提升设计开发效率、提升设备可靠性具有重要促进作用。
[0003]在获取电路板振动传递及元器件疲劳分析方面，目前，工程上主要通过Dave S.Steinberg在专著《Vibration Analysis for Electronic Equipment》中给出的经验公式进行计算，在振动传递方面其实现方法是首先得到电路板的基频，然后将基频开方，所得数值即为传递本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电路板传递特性的器件疲劳程度的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、确定电路板的长度L
X
、宽度L
Y
、厚度t
b
、密度ρ、等效弹性模量E；确定器件的长度L；根据电路板的实际工作环境，确定振动输入的加速度PSD谱以及普中谱线段数量M，0＜i≤M，M为大于1的自然数；对每个谱线段进行插值处理，对第i个谱线段，0<i≤M，PSD谱线段的斜率为k，谱线段起点频率和谱线段终点频率分别为f
i
和f
i+1
，对应的PSD谱值分别为S(f
i
)和S(f
i+1
)，在频段(f
i
,f
i+1
)内插入n
‑
2个点，令S1＝S(f
i
)，S
n
＝S(f
i+1
)，则S2......S
n
‑1对应的PSD值通过如下计算式获得：1)如果L＝0，S(f
i
)＝S(f
i+1
)＝P，则S
j
＝P，j＝2,...,n
‑
1。2)如果L≠0，有：或步骤2、通过电路板的长度L
X
、宽度L
Y
、厚度t
b
、密度ρ、等效弹性模量E和边界条件，得到电路板的一阶固有频率ω1；步骤3、以电路板的长边和短边分别作为x轴和y轴，以两轴的交点作为原点，电路板面上法线方向为z轴，建立计算坐标系，x、y、z轴方向满足右手定则；基于所述坐标系，在基础位移激励w
b
(t)下，矩形板振动理论公式如下：其中，w
b
(t)为基础位移激励，为基础位移激励的加速度，c为阻尼系数，为板的弯曲刚度，v为泊松比，w(x,y,t)为板在(x,y)位置处t时刻的z向变形；利用模态叠加理论转化为独立模态方程，得到第mn阶模态的动力学方程为：其中，W
mn
(x,y)为第mn阶模态振型函数，q
mn
(t)为t时刻的模态位移，ω
mn
为第mn阶固有频率，ξ
mn
＝c/(2ρt
b
ω
mn
)；对mn阶模态的动力学方程进行拉式变换，得到基础激励到板上在mn模态的传递函数为：由此得到基础激励w
b
(t)到电路板上任意点(x,y)处相对位移w(x,y,t)的传递函数为：步骤4：根据所述加速度PSD谱S(ω)和所述传递函数计算电路板响相对位移PSD谱S
d
(ω)，计算公式为：利用相对位移响应PSD的谱S
d
(ω)，计算每一条谱线段与频率轴之间的面积，其中第i个PSD谱线段的斜率为k
′
i
，起点频率和终点频率分别为f
′
i
和f
′
i+1
，对应的PSD谱值分别为S
d
(f
′<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云峰，赵四化，张江超，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：