热风回流焊的温度曲线获取方法与流程

本发明涉及计算机辅助设计，具体地，涉及热风回流焊的温度曲线获取方法。

背景技术：

1、热风回流焊是种通过对流喷射管嘴或者耐热风机来迫使气流循环从而实现被焊件加热的焊接方法该类设备在90年代开始兴起。由于采用此种加热方式印制电路板(pcb)和元器件的温度接近给定加热温区的气体温度完全克服了红外回流焊的局部温差和遮蔽效应故目前应用较广。焊接缺陷是由回流焊焊接工艺参数设置不合理导致的，而现有的回流焊焊接工艺参数设计是通过设计实物印制板组件反复通过需要设置工艺参数的回流炉，再通过炉温测试仪等工具采集温度曲线，采用“试误法”逐步逼近理想(或可接受)目标曲线，从而实现回流炉工艺参数设置。

2、而通过有限元仿真方法建立热风回流炉的虚拟模型，再通过某些修正方法优化该模型，就可以将实物热风回流炉转换为计算机里的虚拟热风回流炉，从而在计算机辅助下实现虚拟仿真，再针对不同状态的印制板组件建立有限元模型，导入设计的热风回流炉虚拟模型中，实现低成本高效的热风回流炉参数设置。

3、为了使用计算机对电路板焊接过程的工艺进行模拟，需要先将装配有元器件的整体电路板的有限元模型导入热风回流炉内腔的网格模型，目前这个导入过程，需要通过软件界面点击操作，这种操作方法效率低，过程繁琐。

技术实现思路

1、针对现有技术中电路板的有限元模型导入热风回流炉内腔的网格模型操作效率低并过程繁琐的问题，本申请提供一种热风回流焊的温度曲线获取方法。

2、所述热风回流焊的温度曲线获取方法，包含：

3、s21:创建热风回流炉的内腔模型；

4、s22:选择热风回流炉的内腔模型整体的i np文件；

5、s23:python脚本读取热风回流炉的内腔模型整体的inp文件中热风回流炉的内腔模型的位置信息；

6、s24:用python脚本对hypermesh软件的前处理tcl脚本进行创建，通过热风回流炉的内腔模型的x坐标、y坐标、z坐标的最大最小值计算出中点(x1,y1,z1)；创建p7(x1，y1，z1)，p8(x1+1，y1，z1)，p9(x1，y1+1，z1)，p10(x2，y2，z2)，p11(x2+1，y2，z2)，p12(x2，y2+1，z2)六个点，其中，平面(p10,p11,p12)为热风回流炉的初始焊接位置；

7、将装配有元器件的整体电路板的有限元模型从平面(p7,p8,p9)移动到平面(p10,p11,p12)；

8、s25:将装配有元器件的整体电路板的有限元模型i np文件中整体电路板的网格生成2d网格，通过2d网格生成整体电路板模型的几何外表面，再由整体电路板模型的几何外表面生成其3d几何实体，用整体电路板模型的几何实体对其在热风回流炉的内腔模型中所处区域的几何模型进行布尔运算，然后对热风回流炉的内腔模型中进行了布尔运算的区域进行四面体网格划分，得到内置装配有元器件的整体电路板的有限元模型的热风回流炉内腔的网格模型，输出在fl uent软件中计算的网格模型文件；

9、s26:python脚本读取每个元器件及其材料信息，获取热风回流焊的工艺参数；

10、s27:通过python脚本生成f l uent软件的udf、tu i前处理脚本，在f l uent软件中进行求解，获得温度曲线。

11、在一种实施方式中，s26中通过查找关键词读取每个元器件及其材料信息。

12、在一种实施方式中，s26中：

13、读取每个元器件及其材料信息后保存元器件的名称、密度、热导率、比热容；

14、获取的热风回流焊的工艺参数包含热风回流炉的内腔模型内每个温区的风速和温度，以及整体电路板在热风回流炉的内腔模型中移动的速度。

15、在一种实施方式中，udf文件中定义整体电路板移动的速度并将其加载至边界条件，tu i文件中包含元器件的材料信息并将其加载至对应的电路板和元器件的材料属性。

16、在一种实施方式中，s24中装配有元器件的整体电路板的有限元模型的i np文件的获得方法，包含：

17、s11：建立多种元器件的有限元网格模型i np文件的数据库；

18、s12：选择电路板的有限元网格模型i np文件，建立坐标系；

19、s13：利用python脚本读取元器件的设置信息，对元器件的有限元网格模型i np文件中元器件的高度、对应的局部坐标系和材料进行识别和保存；

20、s14：用python脚本对hypermesh软件的前处理tcl脚本进行创建，按照设计位置，将每个元器件的局部坐标系进行旋转和移动；

21、s15：按照读取元器件的顺序分别对不同的元器件的材料、局部坐标系进行重命名，实现元器件的自动装配，输出装配有元器件的整体电路板的有限元模型i np文件。

22、在一种实施方式中，元器件的有限元网格模型i np文件的数据库包含元器件的材料信息和位置信息；

23、所述元器件的位置信息，以该元器件的底部中心为坐标原点。

24、在一种实施方式中，s12中建立的坐标系以电路板顶部所在平面的左下角为坐标原点，分别以电路板的长、宽方向为x、y轴。

25、在一种实施方式中，s13中以z坐标最大值和最小值的差值的绝对值作为元器件的高度。

26、在一种实施方式中，

27、s14中按照设计位置，将每个元器件的局部坐标系进行旋转和移动包含：

28、使用“rotate”功能，选中元器件的原点，绕z轴旋转α度；

29、使用“pos it ion”功能，创建p1(0，0，0)，p2(1，0，0)，p3(0，1，0)，p4(x，y，z)，p5(x+1，y，z)，p6(x，y+1，z)六个点，将元器件从平面(p1,p2,p3)移动到平面(p4,p5,p6)。

30、本申请提供的热风回流焊的温度曲线获取方法中，用python脚本对hypermesh软件的前处理tcl脚本进行创建，将装配有元器件的整体电路板的有限元模型，使用“fi ndfaces”功能将装配有元器件的整体电路板的有限元模型inp文件中整体电路板的网格生成2d网格，通过2d网格生成整体电路板模型的几何外表面，再由整体电路板模型的几何外表面生成其3d几何实体，用整体电路板模型的几何实体对其在热风回流炉的内腔模型中所处位置的几何模型进行布尔运算，然后对热风回流炉的内腔模型中进行了布尔运算的区域进行四面体网格划分，得到内置装配有元器件的整体电路板的有限元模型的热风回流炉内腔的网格模型，输出在f l uent软件中计算的网格模型文件，最终获得温度曲线，操作过程简单快捷。

31、为了进一步清楚的阐述，本申请公开的实施例的各方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请公开的实施例的实践了解到。

技术特征：

1.热风回流焊的温度曲线获取方法，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的温度曲线获取方法，其特征在于，s26中通过查找关键词读取每个元器件及其材料信息。

3.根据权利要求1所述的温度曲线获取方法，其特征在于，s26中：

4.根据权利要求1所述的温度曲线获取方法，其特征在于，udf文件中定义整体电路板移动的速度并将其加载至边界条件，tui文件中包含元器件的材料信息并将其加载至对应的电路板和元器件的材料属性。

5.根据权利要求1所述的温度曲线获取方法，其特征在于，s24中装配有元器件的整体电路板的有限元模型的inp文件的获得方法，包含：

6.根据权利要求5所述的温度曲线获取方法，其特征在于，元器件的有限元网格模型inp文件的数据库包含元器件的材料信息和位置信息；

7.根据权利要求5所述的温度曲线获取方法，其特征在于，s12中建立的坐标系以电路板顶部所在平面的左下角为坐标原点，分别以电路板的长、宽方向为x、y轴。

8.根据权利要求7所述的温度曲线获取方法，其特征在于，s13中以z坐标最大值和最小值的差值的绝对值作为元器件的高度。

9.根据权利要求5所述的温度曲线获取方法，其特征在于，

技术总结本申请涉及计算机辅助设计技术领域，提供一种热风回流焊的温度曲线获取方法，所述温度曲线获取方法中用python脚本对hypermesh软件的前处理TCL脚本进行创建，将装配有元器件的整体电路板的有限元模型，将装配有元器件的整体电路板的有限元模型I NP文件中整体电路板的网格生成2D网格，通过2D网格生成整体电路板模型的几何外表面，再由整体电路板模型的几何外表面生成其3D几何实体，用整体电路板模型的几何实体对其在热风回流炉的内腔模型中所处区域的几何模型进行布尔运算，然后对热风回流炉的内腔模型中进行了布尔运算的区域进行四面体网格划分，得到内置装配有元器件的整体电路板的有限元模型的热风回流炉内腔的网格模型，最终获得温度曲线，操作过程简单快捷。技术研发人员：刘兵,孟瑛泽,亓婷,敖晨歌,苏煜,许庆受保护的技术使用者：北京航天自动控制研究所技术研发日：技术公布日：2025/1/6