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多功能集成结构模块的热设计研究

作　者: 侯良进
导　师: 黄大贵
学　校: 电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 多功能结构模块热阻模型热仿真楔形锁紧装置
分类号: TN02
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 197次
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内容摘要

随着电子技术使用范围的推广,设备的功能、体积、重量、可靠性以及对各种环境的适应性等被纳入结构设计的范畴。为满足新一代航空电子系统综合化、模块化、小型化、高可靠性、高可维修性的技术要求,国内开始了多功能集成结构模块的设计和研制工作。多功能集成结构模块的设计涉及到电子设备的热设计,抗振,电磁兼容,电路设计等关键问题,是多学科交叉的研究课题。本文主要从散热设计来对多功能集成结构模块结构进行设计,以传导散热和强迫液体冷却作为主要散热控制方法,设计模块所需的冷板。文中介绍了国外现有的现场可更换模块的标准,通过对比分析,决定选用VITA48标准作为设计时的主要参考。通过综合已有的技术和研究成果,完成了模块结构和部件的设计。在热阻模型的建立这一章中,分析部件和模块的散热.采用热阻网络法建立了各关键器件和模块的简化热阻模型,探讨了影响散热性能的主要热阻参数,为仿真环节模型的设置提供必要的依据。在模块热数值仿真研究这一章中,介绍了热仿真的一般过程。通过分析确定了冷板翅片的高宽比,并对冷板的参数进行了优化。本文还介绍了热测试试验的基本方法.采用接触式测量方法对楔形锁紧装置的热阻值进行了测试,通过试验测试和仿真研究得到了楔形锁紧装置的等效热模型,为系统的模块级建模和系统级建模提供了必要的数据。同时对冷板的散热性能进行了测试,得到了冷板的平均换热系数和压力损失。本文的模块设计方法、热阻模型分析方法、热仿真分析方法、热测试方法可用于对军民用电子设备的热设计。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-18
  1.1 论文研究背景  10-11
  1.2 国内外航空电子多功能模块的发展状况  11-14
  1.3 多功能集成结构模块的发展趋势  14-15
  1.4 论文研究内容  15-17
  1.5 论文结构  17-18
第二章多功能结构模块热设计与相关理论  18-28
  2.1 电子设备热设计的理论基础  18-24
    2.1.1 传热理论  18-20
    2.1.2 航空电子设备热控制基本原则  20-21
    2.1.3 热控制技术  21-24
  2.2 表征模块散热性能的主要参数  24-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章模块结构设计  28-36
  3.1 航空电子设备LRM 模块标准  29-32
    3.1.1 美国SEM-E 模块  29
    3.1.2 欧洲ASAAC 模块  29-30
    3.1.3 VITA48 模块  30-32
  3.2 模块结构设计  32-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章热阻模型的建立  36-46
  4.1 热阻模型基本概念  36-37
  4.2 楔形锁紧装置热阻模型  37-38
  4.3 芯片热阻模型  38-42
    4.3.1 两热阻模型  39-40
    4.3.2 DEL PHI 简化模型  40-42
  4.4 模块主要散热路径上的热阻模型  42-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章冷板的热数值仿真研究  46-64
  5.1 基于有限体积法的数值仿真软件在热分析中的应用  46-47
  5.2 以液冷方式散热为主的冷板数值仿真  47-54
    5.2.1 实体模型的建立  47
    5.2.2 使用UG、PRO/E 进行建模  47-48
    5.2.3 边界条件  48-49
    5.2.4 计算过程  49
    5.2.5 计算结果与分析  49-54
      5.2.5.1 流动特性  49-51
      5.2.5.2 压力损失情况  51-52
      5.2.5.3 换热特性分析  52-54
  5.3 优化分析  54-62
    5.3.1 使用理论分析解对肋参数进行优化  54-58
    5.3.2 单个矩形通道各参数的实验关联式分析优化  58-62
      5.3.2.1 问题简化及假设  59
      5.3.2.2 层流情况  59-60
      5.3.2.3 湍流情况  60-62
    5.3.3 分析结果  62
  5.4 本章小结  62-64
第六章模块器件热测试试验研究  64-77
  6.1 热测试方法  64-66
  6.2 楔形锁紧装置的热阻测试  66-71
    6.2.1 试验系统热阻模型与分析  67-69
    6.2.2 试验过程  69-70
    6.2.3 试验结论  70-71
  6.3 冷板的散热性能测试  71-75
    6.3.1 实验系统组成  71-73
    6.3.2 试验过程  73-74
    6.3.3 试验结论  74-75
  6.4 本章小结  75-77
第七章结论和展望  77-79
  7.1 结论和分析  77-78
  7.2 建议和展望  78-79
致谢  79-80
参考文献  80-84
读硕期间取得的研究成果  84-85

多功能集成结构模块的热设计研究

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