行业热点丨智能仿真时代：电子工程多物理场解决方案创新实践

全文内容选自Altair 区域技术交流会华东站

Altair技术工程师 杨骏豪《电子行业的高效建模和多物理场仿真技术》演讲

各位同仁好！今天很高兴与大家分享电子行业的高效建模与多物理场求解技术。在现代工业发展中，电子产品已经远远超出了传统认知的范畴，飞机、汽车等复杂系统都在向电子化方向发展。

作为电子元器件核心的 PCB 板，其可靠性直接决定了产品的使用寿命和稳定性。根据美国航空电子完整性计划的研究数据，75%的电子产品失效都是由温度和振动因素导致的，这也正是我们今天要重点探讨结构分析和热分析这两大领域的原因。

1.SimLab 在高效建模中的独特优势

在Altair 产品体系中，SimLab 是专为电子行业打造的仿真平台。这个端到端的可靠性分析平台不仅支持从 CAD 导入到多物理场求解的全流程工作，还内置了 OptiStruct 和 AcuSolve 两大求解器，并提供了多个专用模板来简化工程师的工作流程。特别是在高效建模方面，SimLab 展现出独特优势：

• 对于PCB板数模的交互，它能直接导入中立的行业标准 ECAD 格式，实时调整各层的厚度、含铜量等参数，实时在图形界面中看到直观的变化；
• 通过材料等效工具，PCB板厚度方向仅凭一层网格就能体现实际物理特性，显著提升计算效率；
• 在焊球阵列建模方面，内置的 BGA 模板支持多种排列方式，也支持用户自定义焊球，可以减少仅具有结构连接作用的焊球的网格数量，还能对关键部位进行精细化处理；
• 而在PCBA网格划分环节，创新的分割技术确保了PCB板与直接连接的元器件共节点要求。配合智能六面体识别功能，可以实现六面体与四面体的高效混合建模。

2.SimLab 的多物理场仿真能力

SimLab 强大的多物理场仿真能力覆盖了结构分析、热分析等多个领域。

• 在结构分析方面，既能处理线性/非线性静力学问题，也能完成模态、频响、随机振动以及跌落冲击等复杂分析；
• 在热分析方面，不仅支持稳态/瞬态传热计算，还能实现热-结构耦合分析，并通过专用电子散热模块满足特殊需求。

平台还提供了弹簧触点简化、三点/四点弯曲、多工况跌落测试等专业模板，大幅提升了工作效率。

3.SimLab 工程应用

在实际工程应用中，SimLab 已经帮助客户解决了诸多难题。

比如在封装翘曲分析案例中，采用1/4对称模型并考虑材料非线性特性，成功实现了位移云图和应力云图的可视化；在PCB等效建模验证中，将单元数量从39万缩减到14万，计算时间从5小时缩短至45分钟，同时保证关键指标误差控制在5%以内。

而在焊球蠕变疲劳分析中，通过局部精细化建模和全局-局部结果映射技术，准确模拟了三次温度循环的影响。

这些案例充分证明了 SimLab 作为电子行业仿真解决方案的完整性和可靠性，它不仅能提供专业的前处理工具和高效的多物理场求解能力，更能为工程验证提供可靠的技术支持。

期待未来可以与各位就这些技术进行更深入的交流，谢谢！

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