[发明专利]基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法

权利要求书

1.一种基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，包括：

应用传热学基本原理，结合有限元瞬态热仿真分析工具，建立热风回流炉虚拟模型的再流焊焊接仿真流程，具体过程包括：

将印制板模型导入热风回流炉虚拟模型；

基于回流炉再流焊瞬态热模块，以传热学基本原理推导计算所述印制板模型在所述热风回流炉虚拟模型中的瞬态热；

通过APDL语言定义载荷步构建所述热风回流炉的温度载荷-时间曲线，以模拟所述印制板模型在所述热风回流炉虚拟模型中不同温区传动过程中的温度载荷；

利用测温板获取测试板在真实热风回流炉再流焊过程中热风回流炉中全温区的温度曲线，测量所述热风回流炉的物理参数，结合冲击射流理论计，计算得到所述热风回流炉虚拟模型各温区的平均对流换热系数；

针对所述热风回流炉虚拟模型设计对外接口；

获取真实热风回流炉的尺寸参数和加热区长度，并以此修正所述热风回流炉虚拟模型的温区数量和温区间隔长度。

2.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，所述应用传热学基本原理推导计算所述印制板模型在所述热风回流炉虚拟模型中的瞬态热的具体方法包括：

根据下列公式计算t时刻所述印制板模型的瞬态热：

其中，T(i)为温区初始温度；T(t)为温区t时刻温度；T为温度变量；h_c为模拟加热的印制板模型平均对流换热系数；T_air为热风回流炉内空气温度；ρ为空气密度；c_p为定压热容；L为印制板模型长度；

选择时间增量，计算每增加一个时间步时的所述印制板模型温度。

3.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，在所述测温板测量所述测试板在真实热风回流炉再流焊过程中的温度时，测量不同温度下空气的动力粘度u、运动粘度v和热传导率k；

根据下列公式计算得到热风回流炉虚拟模型各温区的平均对流换热系数

其中，

δ为回流炉内空气密度，D为热风回流炉出风口截面直径，H为出风口至印制板组件的表面距离，S为阵列中相邻喷口的间距，D₁为喷口圆截面直径，P_r为普朗特数，V_e为喷口风速。

4.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，所述热风回流炉虚拟模型的对外接口包括印制板模型导入接口、热风回流炉温区数量接口、热风回流炉温区温度接口和热风回流炉传送带速率接口。

5.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，根据真实热风回流炉的尺寸参数和加热区长度修正所述热风回流炉虚拟模型的温区数量和温区间隔长度的方法为：

当温区间隔间隔小于温区实际长度的二分之一时，以温区间隔长度的一半与温区实际长度之和作为热风回流炉虚拟模型的温区长度修正值；

当温区间隔长度大于或等于温区实际长度的二分之一时，以当前温区间隔作为新的温区。

6.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的热风回流炉虚拟模型建立方法，其特征在于，所述测温板上粘贴设置热电偶，所述测温板设置于所述真实热风回流炉中不同温区。