【案例推荐】导热分析时的接触热阻
责任编辑:李宛倩     时间:2024-03-24     来源:转载于:技术邻CAE学习
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分类: 知识问答
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在现代电子设计中,热设计变得越来越重要。更小的体积,更高的功率,这些要求越来越多。在传感器设计中,热量从热源传递到芯片,如果将芯片用压贴的方法,芯片跟热源中间的热阻对芯片的响应时间有很大的影响。在这些热阻中,接触热阻又是最重要的组成部分。

接触热阻在很多情况下是关于压力的函数。

下图中显示了接触热阻跟压力的关系,三根曲线分别是接触面是本体本身的材料,即接触面为空气。除此之外还有氦气跟导热脂。

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压力很小时热阻很大,随着压力的增加热阻逐渐减小,直到到达一个稳定的值。

我们可以通过上面的曲线得到接触热阻的值,从而进行传热的计算。但是很多情况下,接触面的压力并不是平均分布的,如果是螺栓连接,那么在近螺母处,接触压力比较大,如何在CAE分析时考虑压力分布不均的影响呢。

模型使用100*100*10mm的塑料板,螺栓直径为10mm,考虑螺栓预紧力为10Mpa时接触压力的分布。随后将铁板一面设置为100摄氏度,另一面设置为自然对流,对流系数为10w/m^2K, 环境温度为20℃。

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计算结果如下

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图1: 接触面压力分布

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图2. 接触后的变形(放大100倍)

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图3:10s后温度分布,可见温度首先在接触压力大的地方传递


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图4. 接触面上的热通量


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