Лабораторная работа № 8 тепловой анализ сборки многоядерного процессора

Краткое описание задачи:

Многоядерный процессор содержит 16 ядер, расположенных на единой подложке. Всвязи с тем, что сборка симметрична по двум осям мы будем анализировать только ее четвертую часть (рис.42). В процессе работы каждое ядро процессора выделяет некоторую тепловую мощность. Тепло удаляется через общую подложку путем конвекции.

Р ис. 42. Внешний вид исследуемой сборки

(четвертая часть)

Порядок работы:

1. Откройте в SolidWorks файл предварительно созданной твердотельной сборки. Для этого с помощью команды открыть через стандартный диалог открытия файла выберете требуемую модель

2. Создайте исследование статического типа.

3. Задайте в качестве материал подложки и чипов.

4. С помощью пункта «Температура» из контекстного меню «Нагрузка/Ограничение» задайте начальную температуру для всех поверхностей детали, равную 300 К (рис.43).

Рис. 43. Начальная температура сборки

Аналогично задайте тепловую мощность для 4 чипов, равную 0.2 Вт (рис.44).

Рис. 44. Установка тепловой мощности

Аналогично задайте параметры конвективной теплоотдачи (рис. 45). Задайте коэффициент, равный 25 Вт на квадратный метр.

Р ис. 45. Параметры конвективной отдачи

5. Р азбейте модель на конечные элементы. Результат разбиения показан на рис. 46.

Рис. 46. Разбиение модели на конечные элементы

6. Запустите выполнение анализа. По его завершению оцените диаграмму распределения температуры на различных поверхностях модели (рис. 47).

Р ис. 47. Распределение температуры

Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в электронном виде и содержать:

• изображение рассчитываемой сборки;

• условия ее работы;

• характеристики применяемых материалов;

• обоснованные схемы нагружения и граничных условий;

• изображение конечно-элементной модели;

• результаты расчета температуры;

• анализ работоспособности модели и предложения по изменению ее конструкции с учетом коэффициента запаса прочности и жесткостных характеристик.

В качестве отчета по лабораторной работе запрещается использовать отчет, сформированный COSMOSWorks.

Заключение

Конечно-элементный анализ широко применяется при решении задач механики деформируемого твердого тела, теплообмена, гидро- и газодинамики, электро- и магнитостатики, а также других областей физики. Потребность в решении подобных задач возникает в системах автоматизированного конструирования для моделирования поведения изделия в цифровом виде (не прибегая к изготовлению самого изделие или его макета). Типичными примерами процессов, моделирование которых на компьютере позволяет значительно сократить расходы на испытания, являются продувка в аэродинамической трубе и аварийные испытания (крэш-тесты). Конечно-элементный анализ основан на использовании математического метода конечных элементов (МКЭ). В данных методических указаниях приведены основные положения получения типовых решений для промышленного ряда изделий с использованием МКЭ.