[发明专利]一种基于雨流法的元器件焊点随机振动疲劳寿命分布预测方法

权利要求书

1.一种基于雨流法的元器件焊点随机振动疲劳寿命分布预测方法，其特征在于，包括以下几个实现步骤：

步骤1：确定元器件的各项仿真参数，包括元器件的封装类型、封装尺寸、封装厚度、芯片尺寸、引脚数量、引脚宽度、引脚厚度、引脚间距、固封工艺、焊接钎料高度、焊接钎料爬升高度、焊接钎料宽度、湿润角、元器件所涉及的各材料的力学性能参数以及随机振动环境载荷参数；

步骤2：根据元器件的尺寸参数和几何特征，利用CAD软件建立元器件及焊接钎料的3D模型；

步骤3：利用有限元仿真软件，按步骤1中的各项仿真参数要求，建立元器件及焊接钎料的有限元模型；

步骤4：对步骤3中建立的元器件有限元模型开展模态仿真分析，获取模型的多阶模态振型、多阶固有频率与von Mises等效应力分布，确定焊接钎料最大等效应力点的位置；

步骤5：对步骤3中建立的元器件有限元模型开展随机振动仿真分析，获取焊接钎料最大等效应力点位置处的功率谱密度(PSD)响应曲线；

步骤6：运用逆傅里叶变换法或三角级数法，对步骤5中提取出的功率谱密度(PSD)响应曲线进行蒙特卡罗时域模拟，获取多条时域内的应力-时间曲线；

步骤7：运用雨流计数法将步骤6中获取的各条应力-时间曲线转化为多个不同均值的恒幅应力循环，记录每个循环的循环次数；

步骤8：运用Goodman方程对每个循环的应力幅值、均值进行等效转换，求得每个循环的等效应力幅值；

步骤9：运用Miner线性累积损伤理论，计算元器件焊点的疲劳寿命分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于雨流法的元器件焊点随机振动疲劳寿命分布预测方法，其特征在于，步骤1所述的各材料的力学性能参数具体为：材料弹性模量、材料密度、材料泊松比。

3.根据权利要求1所述的一种基于雨流法的元器件焊点随机振动疲劳寿命分布预测方法，其特征在于，步骤1所述的随机振动环境载荷参数具体为：分段频率、分频斜率和加速度频谱密度值。

4.根据权利要求1所述的一种基于雨流法的元器件焊点随机振动疲劳寿命分布预测方法，其特征在于，步骤6所述的蒙特卡罗时域模拟具体为：对提取出的功率谱密度(PSD)响应曲线进行三次方样条插值处理，获得数据点更多、等频率间隔的功率谱密度数据，运用逆傅里叶变换法或三角级数法对数据进行时域模拟，获得对应的应力-时间响应曲线；利用逆傅里叶变换法与三角级数法过程的随机性，重复上述步骤，将一条功率谱密度(PSD)响应曲线转化为多条不同的应力-时间响应曲线。