(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210621248.4 (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 西安应用光学研究所 地址 710065 陕西省西安市雁塔区电子三 路西段九号 (72)发明人 吴妍　刘召庆　朱镭　刘虎　 周晓斌　金明鑫　张衡　侯瑞　 文江华　孙浩　张兰兰　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 刘二格 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 基于机-热耦合的高发热电子部件 结构件实 时优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于机 ‑热耦合的高发热 电子部件结构件实时优化方法， 其包括以下步 骤： S1： 生成主发热电子器件采集表； S2： 生成网 格文件； S3： 进行网格划分； S4： 进行热仿真， 生成 瞬态温度值； S5： 生成应力及位移热变形结果； S6： 多目标优化。 本发明采用ISIGHT软件对结构 件进行多目标优化， 以光具座强度最高为目标， 以光具座重量和由热变形引起的热位移为约束 条件进行两场耦合分析。 权利要求书2页 说明书4页 附图6页 CN 114925574 A 2022.08.19 CN 114925574 A 1.一种基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1： 生成主发热电子器件 采集表； S2： 生成网格文件； S3： 进行网格划分； S4： 进行热仿真， 生成瞬态温度值； S5： 生成应力及位移热变形 结果； S6： 多目标优化。 2.如权利要求1所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S1中， 对安装在关重件上的主发热电子器件在任意工作时间内的发热情况 进行间隔设定时间的温度监测， 生成主发热电子器件 采集表。 3.如权利要求2所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中， 在 UG中建模并按照实际要求装配电子器件及关重件， 进入UG高级仿 真 模块， 建立 NX THERMAL/FLOW 解算器， 生成i.pr t模型文件， 进行模型小特 征去除。 4.如权利要求3所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S3中， 由i.prt模 型文件进入到fem模 型文件中， 对关重件及电子器件 赋予相 应材料属性， 建立网格收集器， 对其进行网格划分。 5.如权利要求4所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S4中， 定义关重件、 电子器件的对流及辐射参数， 设定好约束条件， 由fem模 型文件进入sim模型文件， 根据主发热电子器件的工作温度采集表进 行温度载荷设定， 生成 工作温度实时采集图， 并对主发热电子器件施加热载荷， 设定时间步长及 采集的结果数， 进 行热仿真， 得到 工作时间内相应模型瞬态温度值。 6.如权利要求5所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S5中， 对原始模型prt文件新建NX  NASTRAN解算器， 分析类型选取NX   THERMAL/FLOW映射， 生成i.prt模型文件， 进行模型小特征去除； 进行模型材料赋予和网格 划分， 可将工作时间内任意时刻的瞬态温度值映射入结果求解器NX  NASTRAN中， 施加固定 约束与装配约束， 进行求解， 即得到工作时间内实时的由主发热电子器件引起的应力及位 移热变形 结果。 7.如权利要求6所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S6中， 对热变形结果建立数学优化模型， 使用ISIGHT软件进行多目标优化， 以光具座强度最高为 目标， 以光具座重量和由热变形引起的位移为约束条件， 对光具座与 主芯片接触散热块长， 宽， 高进行机 ‑热耦合优化设计。 判断某一时刻光具座的重量及光具 座热变形 结果， 若超出允许的最大的重量和热位移， 则重新进行模型化。 8.如权利要求7所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S1中， 关重件为光具座， 主发热电子器件为电路板主芯片， 温度监测间隔时 间设定为10分钟。 9.如权利要求8所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S3中， 光具座采用2014铝合金材料， 电路板采用Epoxy环氧树脂材质， 电路板 主芯片采用Si材质。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114925574 A 210.如权利要求9所述的基于机 ‑热耦合的高发热电子部件结构件实时优化方法， 其特 征在于， 所述步骤S 6中， 以光具座 强度最高为目标， 以光具座重量和由热变形引起的位移 为 约束条件， 建立优化模型如下： β ＝(X， Y， Z)T； Max f( β )； W‑[We]≤0； S‑[Se]≤0； 基于优化模型， 对光具座与主芯片接触散热块长X、 宽Y、 高Z进行机 ‑热耦合优化设计， 其中， f()函数为强度 函数， W为重量， S为热变形结果， W及光具座热变形结果S， 若超出允许 的最大的重量 We和热位移Se， 则重新进行模型化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114925574 A 3