[发明专利]一种可靠性仿真试验模型修正方法

说明书

本发明属于可靠性设计分析技术领域，具体涉及一种可靠性仿真试验模型修正方法，所述修正方法包括印制电路板组件的动力学模型修正方法和热力学模型修正方法。动力学模型修正方法包括修正参数筛选和响应面模型构建，将响应面预测值与实测值的差值的绝对值的最小值作为多目标优化问题；采用多目标遗传算法对所述多目标优化问题进行迭代计算得出修正后的参数值，将修正后的参数值代入动力学有限元模型计算得到修正后模型。本发明对印制电路板组件的动力学模型和热力学模型进行修正；提高修正的正确性和可靠性。

技术领域

本发明属于可靠性设计分析技术领域，具体涉及一种可靠性仿真试验模型修正方法，

背景技术

目前，在电子产品的可靠性工作上，一种基于故障物理的可靠性仿真试验已在工程上得到广泛应用，它包括电子产品整机的动力学仿真试验、整机的热仿真试验、基于PWA的故障预计和基于Matlab的可靠性评估一整套方法流程。该方法因其周期短、成本低等多项优势已成为提高产品可靠性水平的重要手段，但是仿真结果的精确性不高是制约该方法发展的一个主要问题。在可靠性仿真试验中，所构建虚拟样机的准确性是影响仿真结果精度的重要因素之一，虚拟样机包括产品的动力学模型(FEA模型)、热力学模型(CFD模型)和PWA的故障预计模型。工程上为了提高效率，在构建这些样机模型时，往往会对产品的真实模型进行许多简化和假设，这些假设通常会使所构建的样机模型与实际物理模型有一定的出入；另一方面，模型的很多参数如几何尺寸、装配接触关系、材料属性、边界条等都存在着一定程度的不确定性，这些因素会使样机模型与产品物理模型之间存在着偏差，有时这种偏差会超过可接受的范围。因此，为了减小模型偏差，提高仿真结果精度，必须对产品虚拟样机模型进行修正。

对于电子产品，电子部件无疑是可靠性工作的重点，同时又因其是由复合材料构成，模型不准确因素更多，因此对印制电路板组件(PCBA)的模型修正尤其重要。目前，工程上对PCBA的动力学模型修正和热力学模型修正通常采用“试凑法”，所谓试凑法就是直接依据直觉和经验感性调整PCBA的某几个参数，对模型进行反复试算和修正，直到仿真结果与实测结果之间的误差缩小至10％之内。可以看出这种“试凑”的模型修正方法不仅需要反复调用仿真软件进行计算效率极低而且10％之内的目标精度实在太过粗糙，而且要调整哪些参数全凭经验和感性认识并没有理论依据。因此为了保证电子产品可靠性仿真试验的可信性，工程上急需找到一套更加高效且精确的模型修正方法。

发明内容

本发明的目的：提供一种可靠性仿真试验模型修正方法，对印制电路板组件的动力学模型和热力学模型进行修正。

本发明的技术方案：提供一种可靠性仿真试验模型修正方法，其特征在于，所述修正方法包括印制电路板组件的动力学模型修正方法和热力学模型修正方法，

其中，动力学模型修正方法包括：

参数初始筛选；对筛选出的参数进行定量的相关性分析，筛选出相关系数在0.3-1的参数作为待修正参数；对所述待修正参数进行响应面模型构建，拟合出印制电路板组件的前n阶仿真模态频率y和待修正参数xi的多项式响应面函数；将响应面预测值与实测值的差值的绝对值的最小值作为多目标优化问题；采用多目标遗传算法对所述多目标优化问题进行迭代计算得出修正后的参数值，将修正后的参数值代入动力学有限元模型计算得到修正后模型；

热力学模型修正方法包括：

对印制电路板组件进行热测量试验，获取器件表面上的热测量温度值；利用热仿真软件及器件的初始功率，进行初始仿真，提取初始仿真后器件表面的温度值；对器件功率值按器件初始功率初始值的上下5％或10％进行摄动，获得摄动后的功率值，并按所述摄动后的功率值进行第二次仿真，获得第二次仿真后器件表面的温度值；根据初始仿真后器件表面的温度值和第二次仿真后器件表面的温度值，计算器件表面的待定系数；将所述热测量温度值作为目标值，计算出器件表面预测所需修正功率值，将修正功率值带入热力学有限元模型中，仿真计算得出修正后模型。