显卡热结构耦合分析

1. 显卡热结构耦合分析

1.1. 导入计算模型

在Component Systems下将Geometry拖拽到项目区域，点击Geometry，右键导入计算模型，操作如下图所示。

1.2. 添加稳态热分析模块

添加Steady-State Thermal 模块，并将Geometry与Steady-State Thermal 模块进行关联。

1.3. 定义材料参数

分别定义结构钢、环氧压层材料、聚乙烯、以及硅脂材料，具体参数如下所示（其中结构钢采用默认参数）：

图 1：环氧压层材料属性

图 2：聚乙烯材料属性

图 3：硅脂材料属性

双击Model进入Mechanical界面，参考下图分别对模型进行材料属性定义，选择模型后再Material选项下选择对应材料。

图 4：材料属性设定

1.4. 网格划分

ANSYS会自动创建模型与模型之间的接触关系为绑定，本案例接触关系均为绑定。执行网格自动化分，点击Mesh并右键选择General Mesh，即可完成网格划分，提高网格划分质量也可以通过调整网格尺寸进行修改。

1.5. 边界条件设置

设置环境温度为22℃，设定CPU、RAM以及RAM2的表面发热功率为10W。设定如下图所示。

设定PCB板及元器件的散热率为3e-5W/mm2℃。设定金属架的外侧温度为22℃。

图 5：边界条件设定

1.6. 求解及后处理

点击solve进行计算求解，插入温度云图并进行更新，具体如下图所示。也可显示某一部分的温度云图。

图 6：温度云图

1.7. 热结构耦合处理

返回项目操做界面，通过拖拽将Static Structural与Steady-State Thermal模块进行关联。

图 7：热固耦合流程

完成后返回Mechanical的操做界面，在Static Structural模块中，选择Imported Load (B6)下的Imported Body Temperature并进行更新，出现如下图所示的温度云图。即在静力学分析模块中，将温度载荷作为分析的初始条件进行静力学分析。

图 8：温度输入

对如下图所示的金属安装片进行固定约束（Fixed Support）。

完成设定即可以进行热结构分析，点击计算求解。完成后可以输出应力及位移云图。

图 9：应力云图

图 10：整体位移云图

图 11：热应变云图