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一、引言 電子行業是一個飛速發展的行業，市場容量極其巨大，現如今我國已是全球第三大電子信息產品制造國，電子信息產品已經滲透到我們生活的各個角落，包括國防軍工用品、通信、醫療、計算機及周邊視聽產品、玩具等。隨著社會的發展和技術的進步，人們對電子相關行業提出了更高的要求：精確、穩定、輕巧、保密、可靠；同時，電子行業又具有產品更新快，研發周期短的特點，為了滿足不斷發展的市場需求，加快產品結構的升級，在核心技術領域取得重大突破，電子行業必須采用新的研究方法和技術。虛擬仿真研究是目前電子行業所廣泛采用的一種新的方法和技術。 MSC.Software公司作為全球最大的CAE產品供應商，不僅為電子行業提供了多方位的虛擬仿真軟件，同時MSC.Software公司還一直與世界各大電子產品制造商和研發機構有著良好的合作關系。通過MSC.Software公司所提供的虛擬仿真軟件如MSC.ADAMS，MSC.Marc，MSC.Fatigue，MSC.Patran，MSC.Nastran，MSC.Dytran，MSC.Easy5等，不僅可以對電子產品的性能進行全方面的研究，而且還可以實現電子行業與其他行業的多學科一體化仿真。 二、電子產品設計過程中經常遇到的突出矛盾和問題 在電子產品的設計過程中，我們經常遇到以下問題： 1）電子產品的機械性能：可靠性、加工性、疲勞壽命、抗沖擊能力、載體振動與電子產品振動的耦合關系、適配器的設計等； 2）雷達與天線系統：運動規律、控制規律、風載與平衡、雷達和天線陣面形狀，結構形式（實體或網狀）、彈性立柱剛度、齒輪減速機構、控制系統框圖、控制系統與機械系統的耦合規律等； 3）電子產品的熱分析：散熱、熱應力、熱平衡等； 4）電子芯片封裝和焊點疲勞分析； 5）振動噪聲分析 三、MSC.Software在電子行業中的解決方案 對于電子行業，在沒有規范可以依循的情況下，MSC.Software公司針對各種問題提供了相應的高效的解決方案。MSC.Software強大的產品群可以分別用來處理不同領域的問題。產品群中的各軟件既可獨立解決相關行業的問題，也可根據問題的耦合情況，提供相對應的聯合仿真分析。 1）MSC.Nastran在電子行業結構分析中的應用 MSC.Nastran是電子行業結構分析中的首選軟件，它提供了功能十分強大的靜力、屈曲、高級動力響應、隨機振動響應、復合材料、設計靈敏度及優化、拓撲優化、顯式動力學、隱式動力學等方面的分析功能。MSC.Nastran經過無數工程問題的驗證，具有極高的軟件可靠性，成為了多個行業的分析標準，在很多著名的電子電器行業，MSC.Nastran得到了廣泛的應用。圖1顯示了國際某著名磁盤驅動器生產商采用MSC.Nastran進行結構分析的情況；圖2是美國宇航局采用MSC.Nastran對火星探路者天線裝置結構優化分析的情況。 2）MSC.Marc在電子行業非線性分析、熱分析、電磁分析、多場耦合分析中應用 作為全球的第一個非線性有限元軟件，MSC.Marc提供了強大的材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等的非線性分析功能，提供了熱分析、流場分析、磁場分析、電場分析、聲場分析等非結構場的分析功能，同時也提供了強大的多物理場耦合分析功能。利用MSC.Marc，我們可以非常方便，準確，快速地進行可靠性分析、加工工藝工程模擬、裂紋擴展，抗沖擊性能計算、熱－機耦合，熱－電－結構耦合分析、適配器設計、壓電分析和電子芯片封裝等。針對是電子產品的熱平衡，散熱，熱應力分析需求，MSC.Marc可以進行全方位的熱分析，包括熱傳導，對流，輻射，接觸傳熱，間隙傳熱等穩態和瞬態熱分析。 圖4控陣天線的流－熱耦合分析 圖3顯示了MSC.Marc在微型電熱制動器上的應用。圖4是國內某廠采用MSC.Marc對控陣天線進行流熱耦合分析的情況。 3）MSC.Dytran和LS-DYNA在電子產品的跌落、碰撞等分析中的應用 Msc.Software綜合了MSC.Dytran的歐拉優勢和Dyna的拉格朗優勢，提供了高度非線性瞬態動力學分析功能，為電子產品的跌落，碰撞等分析提供完美解決方案。是電子產品跌落、碰撞分析設計必不可少的分析工具。圖5所示的是國際某著名手機生產商對手機所進行的跌落分析。 圖5手機跌落分析 4）MSC.ADAMS和MSC.Easy5在運動仿真以及運動系統、控制系統聯合仿真中的應用 利用MSC.ADAMS進行運行學和動力學仿真，可以研究電子產品的運動特性與機械性能。圖6和圖7分別是ABB公司機器人的運動仿真和三菱電器開關的作動仿真。在雷達天線系統中，利用MSC.ADAMS可以仿真雷達天線系統的運動規律，利用MSC.Easy5可以進行控制系統仿真，并與MSC.ADAMS進行聯合仿真。同時利用MSC.Nastran可以快速精確地計算雷達天線系統在風載和其它振動載荷作用的動力、靜力響應。 圖7三菱電器開關的作動仿真 MSC.Easy5+MSC.ADAMS+MSC.Nastran實現了完美的控制－液壓－運動－結構聯合仿真系統，MSC.Software是目前世界上唯一一家可以全部提供雷達天線系統全面仿真分析軟件的公司。圖8為某雷達天線系統的MSC.ADAMS和MSC.EASY5聯合仿真過程。圖9表示利用MSC.Nastran和MSC.ADAMS對某衛星天線進行聯合動力仿真的過程。 圖9衛星通訊天線的結構和動力響應分析 5）MSC.Fatiuge在電子行業疲勞分析中的應用 MSC.Fatigue是MSC.Software公司與英國謝非爾德nCode國際公司（nCode International）緊密合作的基礎上發展起來的高級疲勞分析軟件，能夠很好預測于電子產品的結構、熱疲勞壽命。目前，絕大部分涉及疲勞分析的用戶都采用MSC.Fatigue軟件進行分析。圖10為波音公司使用MSC.Fatigue軟件對某電子器件進行焊接疲勞分析，圖11則為某電路板的焊點疲勞壽命分析。 圖11電路板焊點疲勞壽命分析 6）MSC.Actran在電子行業振動噪音分析中的應用 MSC.Actran是振動噪聲分析的專用工具，是集有限元與無限元于一體的聲學分析軟件�？汕蠼饴曇舻妮椛�、衍射、散射、導向傳播、封閉聲場、吸收、隔音、傳輸、衰減等，聲源模型不僅包括經典的聲單極、雙極、點或離散載荷以及強迫運動等，也包括高級物理激勵模型，如紊流邊界層或散射聲場等。能夠很好的為雷達、電機、音響、耳機等各種機械電子產品的振動噪聲分析提供解決方案。圖11顯示了對揚聲器進行聲場分析的模型和結果。 四、MSC.Software在電子行業中解決方案的發展與前景展望 MSC.Software對電子行業不同領域的問題都提出了相應的解決方案，我們可以針對不同性質的問題，在產品群中選擇最為適當的軟件進行分析。然而，科技在進步，人們對仿真分析也提出了越來越高的要求，人們已不僅僅需要“能夠”提供解決方案，而且要求能更有效、更便捷、更經濟地解決問題。針對這種需求，MSC.Software力求創新，努力尋求解決方案，而且卓有成效。例如：為了滿足仿真流程自動化、標準化的需求，MSC.Software推出了仿真流程的數據管理平臺—MSC.SimManager，有效地克服了“仿真信息孤島”，在集成CAX系統且內嵌行業標準和專家經驗的基礎上，形成支撐創新研發的知識庫；為了解決復雜的、交叉學科的問題，MSC.Software推出了新一代的企業級工程分析多學科仿真系統—MDNASTRAN，它集成了MSC.Software產品群中絕大部分軟件的所有優勢功能，使得用戶使用單一的數據模型，就能完全解決工程內和跨工程學科的問題，包括分析鏈和多學科耦合問題，極大地減少了人為錯誤，極大地提高了工作效率，必將帶來明顯的經濟效益。 我們相信，有著40多年有限元分析軟件的開發經驗，有著廣大的在軍工、電子及相關行業從事過多年仿真分析的高級專家的支持與指導，有著廣大用戶群的支持與幫助，MSC.Software在電子行業中，乃至在全行業的解決方案一定會變得越來越完美！ |
