CN104504211B - 一种优化电容布置的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种优化电容布置的方法及装置，在确定电容最优安装位置之后，在电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；对当前电子产品进行振动分析，获取初始安装角度对应的均方根值应力；从初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；最后，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。通过上述方法及装置，在电容的最优安装位置上确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度，从而保证在振动环境中，电容引脚不易发生疲劳断裂，进而保证当前电子产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种优化电容布置的方法及装置。
背景技术
随着电子产品的广泛应用，电子产品的可靠性也备受关注，电子产品在工作模式中遇到的振动问题是影响电子产品可靠性的一个重要因素。
现有的多种电子产品中，都应用到电容作为基本的电子元器件。电容通过引脚与电路板焊接。但是，如果电容安装位置及安装角度选择不合理时，会导致电容引脚发生疲劳断裂，进而影响电子产品的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种优化电容布置的方法及装置，以克服电容安装位置及安装角度选择不合理，而导致电容引脚发生疲劳断裂，进而影响电子产品的可靠性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种优化电容布置的方法，所述方法包括：
获取当前电子产品的信息；所述信息包括：所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性；
根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型；所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图；
在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置；
在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；
对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力；
从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；
比较各个安装角度获取的电容引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
优选的，从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度具体包括：
从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度。
优选的，所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
优选的，所述对当前电子产品进行振动分析具体包括：
利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析。
其中，CAE为Computer Aided Engineering的缩写，指工程设计中的计算机辅助工程。
优选的，所述根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型具体包括：
利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
一种优化电容布置的装置，所述装置包括：
信息获取单元，用于获取当前电子产品的信息；所述信息包括：所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性；
模态振型获取单元，用于根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型；所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图；
最优安装位置确定单元，用于在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置；
初始安装角度确定单元，用于在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；
均方根值应力获取单元，用于对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力；从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；
最优安装角度获取单元，用于比较各个安装角度获取的电容引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
优选的，所述均方根值应力获取单元，具体用于：
从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度。
优选的，所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
优选的，所述均方根值应力获取单元，具体用于：
利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析。
优选的，所述模态振型获取单元具体用于：
利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种优化电容布置的方法及装置，在确定电容最优安装位置之后，在电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；对当前电子产品进行振动分析，获取初始安装角度对应的均方根值应力；从初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；最后，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。通过上述方法及装置，在电容的最优安装位置上确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度，从而保证在车辆行驶的振动环境中，电容引脚不易发生疲劳断裂，进而保证当前电子产品的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的一种优化电容布置的方法实施例1的流程示意图；
图2为本发明公开的一种优化电容布置的装置实施例1的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
由背景技术可知，现有的多种电子产品中，都应用到电容作为基本的电子元器件。电容通过引脚与电路板焊接。但是，如果电容安装位置及安装角度选择不合理时，会导致电容引脚发生疲劳断裂，进而影响电子产品的可靠性。
为此，本发明公开了一种优化电容布置的方法及装置，在确定电容最优安装位置之后，在电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；对当前电子产品进行振动分析，获取初始安装角度对应的均方根值应力；从初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；最后，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。通过上述方法及装置，在电容的最优安装位置上确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度，从而保证在振动环境中，电容引脚不易发生疲劳断裂，进而保证当前电子产品的可靠性。
下面将通过以下实施例详细说明本发明公开的确定电容安装位置及安装角度的方法及装置。
请参阅附图1，图1为本发明公开的一种优化电容布置的方法实施例1的流程示意图，该方法具体包括如下步骤：
S101：获取当前电子产品的信息。
当前电子产品具体为包括电容的电子产品，比如汽车天窗控制器，所述电路板的结构信息具体包括控制器壳体、电路板，电路板上安装的电子元器件的信息(比如，形状、大小、安装位置等)。
所述信息包括所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品在汽车上的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性。
S102：根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型，所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图。
所述当前电子产品的模态振型包括控制器壳体、电路板、电子元器件三部分的信息。按照在车辆上的固定方式对电子产品进行等效约束，再进行模态分析，得到电子产品前几阶模态频率和模态振型。
在该步骤中，具体的，可利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
S103：在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置。
具体的，可以多次对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的多个模态振型，然后将所述多个模态振型中振幅最小的区域的重叠区域作为电容最优安装位置。
S104：在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度。
具体的，确定所述电容的第一引脚在所述电容最优安装位置内的第一安装位置；
确定由所述第一安装位置出发，与X轴平行的直线，所述X轴可根据不同的情况进行设定，本实施例对其具体的位置不做任何限定。
在所述直线上选择与所述第一安装位置的距离为第一距离的点作为所述电容的第二引脚在所述电容最优安装位置内的第二安装位置；
其中，所述第一距离为所述电容上的所述第一引脚与所述第二引脚的距离，至此，确定第一引脚与第二引脚所在的位置与X轴的夹角为电容的引脚的初始安装角度，本实施例中电容的引脚的初始安装角度为0度。
S105：对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力。
S106：从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力。
需要说明的是，改变电容引脚的安装角度可以通过保证一个引脚位置不变，将电容旋转特定的角度进行改变，也可以，以两个引脚的中心位置为圆心，将电容旋转特定的角度进行改变，也可以为其他方式，对此，本实施例不做任何限制。
具体的，所述从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度具体包括：从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度。所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
在该步骤中，具体可以利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析，通过仿真获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力以及所述改变之后的安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力。
S107：比较各个安装角度获取的电容的引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
另外，在确定电容最优安装角度时，发现电容最优安装角度与模态节线平行。
本实例公开了一种优化电容布置的方法及装置，在确定电容最优安装位置之后，在电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；对当前电子产品进行振动分析，获取初始安装角度对应的均方根值应力；从初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；最后，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。通过上述方法及装置，在电容的最优安装位置上确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度，从而保证在车辆行驶的振动环境中，电容引脚不易发生疲劳断裂，进而保证当前电子产品的可靠性。
请参阅附图2，图2为本发明公开的一种优化电容布置的装置实施例1的结构示意图，该装置具体包括如下单元：
信息获取单元11，用于获取当前电子产品的信息。
所述信息包括所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品在汽车上的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性。
模态振型获取单元12，用于根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型；所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图。
所述模态振型获取单元具体用于：
利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
最优安装位置确定单元13，用于在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置。
初始安装角度确定单元14，用于在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；
均方根值应力获取单元15，用于对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力；从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；
所述均方根值应力获取单元，具体用于：
从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度，所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
具体可以利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析，通过仿真获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力以及所述改变之后的安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力。
最优安装角度获取单元16，用于比较各个安装角度获取的电容引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
需要说明的是，上述各个单元的具体功能实现方式已在方法实施例1中进行详细描述，具体请参见方法实施例1中的相关描述，本实施例不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种优化电容布置的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前电子产品的信息；所述信息包括：所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性；
根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型；所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图；
在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置；
在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；
对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力；
从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；
比较各个安装角度获取的电容引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度具体包括：
从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述当前电子产品进行振动分析具体包括：
利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型具体包括：
利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
6.一种优化电容布置的装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获取单元，用于获取当前电子产品的信息；所述信息包括：所述当前电子产品的3D几何模型、所述当前电子产品的安装位置及安装方式、以及所述当前电子产品各个零件的材料物性；
模态振型获取单元，用于根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，获取所述当前电子产品的模态振型；所述模态振型为指示所述当前电子产品各个位置的振幅大小的云纹图；
最优安装位置确定单元，用于在所述云纹图中获取所述当前电子产品振幅最小的区域，该区域为电容最优安装位置；
初始安装角度确定单元，用于在所述电容最优安装位置上，确定所述电容的引脚的初始安装角度；
均方根值应力获取单元，用于对所述当前电子产品进行振动分析，获取所述电容的引脚的初始安装角度对应的电容的引脚位置的均方根值应力；从所述初始安装角度开始，按照预设规则改变所述电容引脚的安装角度，并获取每次改变所述电容引脚的安装角度后进行振动分析得到的均方根值应力；
最优安装角度获取单元，用于比较各个安装角度获取的电容引脚的均方根值应力，确定最小的均方根值应力对应的电容引脚的安装角度为电容最优安装角度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述均方根值应力获取单元，具体用于：
从所述初始安装角度开始，以所述电容的一个引脚为轴，将另一个引脚旋转预设角度则改变一次所述电容引脚的安装角度，当所述另一个引脚旋转角度总和达到360度时，停止改变所述电容引脚的安装角度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设角度为20度～40度中的任意角度。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述均方根值应力获取单元，具体用于：
利用计算机辅助工程CAE随机振动分析技术，对所述当前电子产品进行振动分析。
10.根据权利要求6～9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述模态振型获取单元具体用于：
利用计算机辅助工程CAE模态分析技术，根据所述信息，对所述当前电子产品进行模态分析，通过仿真获取所述当前电子产品的模态振型。
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| 随机振动载荷下电路板组件三维有限元模拟;刘芳等;《振动与冲击》;20121028;第31卷(第20期);第61-64页 * |
| 高压电容引脚断裂失效分析;李朔等;《失效分析与预防》;20100206;第5卷(第1期);第56-59页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN104504211A (zh) | 2015-04-08 |
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