快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出的一種快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，旨在提供一種效率高，無需進行額外插值運算，可以更快捷地獲得外載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法。本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn)：以印制板組件上若干點處的垂向變形數(shù)據(jù)為入口，從實驗獲得的法向變形數(shù)組dat中提取X坐標向量和Y坐標向量；對X、Y坐標向量去重復化；采用最小二乘法進行多項式擬合獲得到X、Y坐標與印制板垂向變形量之間關系的顯式表達式f(x，y)，進而對f(x，y)求導得到曲率顯式表達式Crva(x，y)；將Ｘ坐標陣matx和Ｙ坐標陣maty代入上述曲率顯式表達式Crva(x，y)，解算得到曲率陣matcrva，并依據(jù)存儲計算結果數(shù)據(jù)繪制曲率分布圖。
【專利說明】快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速獲得外載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，尤其是適用于法向載荷作用時印制板組件表面曲率分布的快速獲取方法。

【背景技術】
[0002]印制板組件是電子設備發(fā)揮作用的關鍵構成部分。印制板組件由印制板和焊接在印制板上的多個元器件組成，各元器件的潤濕力和潤濕角度在同一焊接條件下差異很大，對整機、部件可靠性影響很大。在使用過程中電子設備受到的外部載荷經(jīng)由機箱作用在印制板組件上。印制板組件在這些載荷(尤其是沿印制板法向的載荷)的作用下產(chǎn)生彎曲變形，印制板的表面由平面變化為翹曲平板表面，從而使安裝在印制板上的電子元件的引腳或焊點受到彎曲應力和剪切應力的作用，這些應力是引起電子元件疲勞損傷的重要因素。與此同時已有的研究結果表明，上述應力與印制板表面的曲率分布存在直接聯(lián)系。諸如:Dave S.Steinberg 在《VIBRAT1N ANALYSIS FOR ELECTRONIC EQUIPMENTS》一書中指出元件引線和焊點的應力與印制板的曲率相關；李德葆在《實驗模態(tài)分析及其應用》一書中認為承彎元件的應力是與印制板的曲率成正比的；Jing-en Luan等在《Modal Analysis andDynamic Response of Board Level Drop Test)) 一文中指出印制板中曲率最大的位置，彎曲應力最大。
[0003]現(xiàn)有技術獲取曲率的方法有4種:第I種是利用彎曲平板的曲率表達式計算曲率；第2種是利用計算模態(tài)曲率的中心差分法計算曲率;第3種是利用應變與曲率的關系式計算曲率；第4種是利用有限元方法中的殼單元來計算曲率。具體如下:
I)利用彎曲平板的曲率表達式計算曲率圖4所示的彎曲平板的曲率可以由式(a)計算:

【權利要求】
1.一種快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于包括如下步驟:以印制板組件上若干點處的垂向變形數(shù)據(jù)為入口，通過實驗或計算獲得印制板表面法向變形數(shù)組dat,從數(shù)組dat中提取X坐標向量和Y坐標向量；選擇多個垂向變形數(shù)據(jù)特征點，對X、Y坐標向量去重復化得到無重復值的X坐標向量vctx和Y坐標向量vcty ;由vctx和vcty構建X坐標陣matx和Y坐標陣maty,以用于后續(xù)曲率分布的計算,然后以印制板組件上特征點的水平坐標為自變量，以特征點的垂向變形量為因變量，并采用最小二乘法進行多項式擬合獲得到X、Y坐標與印制板垂向變形量之間關系的顯式表達式f(x，y)，進而對f(x，y)分別求出X，y的二階導數(shù)得到曲率顯式表達式Crva (X, y);將X坐標陣matx和Y坐標陣maty代入上述曲率顯式表達式Crva (x,y),解算得到曲率陣matcrva,并依據(jù)存儲計算結果數(shù)據(jù)繪制曲率分布圖。
2.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面 曲率分布的方法，其特征在于:獲得表面法向變形數(shù)組dat為nX 3數(shù)組，列I為X坐標，列2為Y坐標，列3為變形值。
3.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:X、Y坐標向量去重復化步驟:首先確定源向量S，由設定的計算機程序將向量S的元素由大到小排序，并獲取源向量S的行數(shù)rn，判斷rn是否等于1，若rn不等于I則計算機程序將向量S的第I個元素作為結果向量SN的元素保存，然后由設定的計算機程序來構造與向量S大小相同的向量ST，向量ST的元素均為向量S的第一個元素；進一步計算機程序計算向量S與向量ST的差向量SD，并獲得向量SD中非零元素的行號向量HN，同時在向量S中提取以向量HN的元素為行號的元素以構建新的向量S ;若rn等于I則計算機程序將向量S中的唯一元素作為結果向量SN的元素保存,完成X、Y坐標向量去重復化。
4.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:X、Y坐標向量去重復化得到的X坐標向量vctx、Y坐標向量vcty,其中vctx為無重復值的X坐標向量，vaty為無重復值的Y坐標向量。
5.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:擴充X坐標向量VCtx和Y坐標向量VCty的方式有兩種:一是在向量的兩個相鄰元素中插入指定數(shù)量的元素；二是在向量的相鄰兩個元素之間按照指定間距插入元素。
6.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:X坐標陣matx和Y坐標陣maty由X坐標向量vctx和Y坐標向量vcty構建。
7.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:X坐標陣matx與Y坐標陣maty的大小相同,其行數(shù)為Y坐標向量vcty的行數(shù),列數(shù)為X坐標向量vctx的行數(shù)。
8.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:X坐標陣matx中的每一行元素與X坐標向量vctx相同，Y坐標陣maty中的每一列元素與Y坐標向量VCty相同。
9.如權利要求1所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:多項式擬合獲得變形量與X,Y坐標的顯式表達式f(x，y)為高次多項式。
10.如權利要求9所述的快速獲取載荷作用下印制板組件表面曲率分布的方法，其特征在于:所述的高次多項式為4次或5次多項式。
【文檔編號】G06F17/50GK104077433SQ201410238352
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權日:2014年5月30日
【發(fā)明者】任建峰 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所