01 引言

新型科技快速发展下的电子产品应用，对电子元器件的设计和功能要求不断提高。企业在产品开发时面临的一个重大挑战就是复杂性。这种复杂性是普遍性的，包括产品结构和工作环境的复杂性。工程师需要评估不同产品设计的指标性能及其在不同环境中的行为，同时又不能大幅增加花费的时间，避免占用日益紧张的开发日程。借助工具进行研发设计显得迫切而重要。

02 仿真平台、仿真方法

顺络采取的策略是在开发早期阶段，通过仿真技术来改进产品性能的评估方式，根据仿真结果提供的信息指导设计人员在开发过程中做出正确的决策。主要有电磁场分析、热分析、力学分析三个方面。

基于仿真软件，可以实现以下功能：

电磁场分析

·磁场分布仿真

·电性能仿真

·电路与系统仿真

传热分析

·稳态传热分析

——线性仿真

——非线性仿真（温变特性）

·瞬态传热分析

——随时间变化的热源

结构分析

·静力学仿真：附着力、三点弯曲

·模态仿真：结构振动的固有频率

·谐响应仿真：正弦振动

·随机振动仿真：随机振动

·显式动力学仿真：自由跌落、机械冲击

·疲劳仿真：应力寿命疲劳（高周疲劳）、应变寿命疲劳（低周疲劳）

基于workbench平台，可以将电气、磁场、传热、结构等多个组合起来进行耦合分析。将分析场1的计算结果作为分析场2的输入。

03 仿真在研发中的应用

3.1电性能仿真

某谐振式无线充电线圈，对关键尺寸进行参数设计。

电性参数仿真

磁场分布

3.2热仿真

以变压器的损耗作为热源，分析变压器负载中的发热情况。

仿真条件：初级绕组通峰值为3.4A、频率为100kHz的的正弦电流；环境温度为25℃。

最高温度仿真与实测数据对比：

3.3结构力学仿真

产品的正弦振动及随机振动。

由模态分析得出结构前6阶固有频率。

正弦振动分析是用于确定结构承受按正弦规律变化的荷载时的稳态响应的一种技术。分析的目的是计算出结构在几种频率下的响应并得到一些响应值（通常是位移）对频率的曲线，从曲线上可以找到峰值响应。

随机振动是一种只能在统计意义下描述的振动。在任何时刻，其振动的幅值都不是确切可知的，而是由其振动幅值的统计特性（如平均值、标准差、超出某一个值的概率）给定的。随机振动通常以功率谱密度（PSD）函数的形式来描述，是基于概率统计学的谱分析技术。

上表为概率统计中正态分布下的响应值，置信概率为小于该应力值的出现概率。

04 总结

为最大限度地提高开发工作，在物理原型设计之前用仿真技术来分析产品本身性能及工作环境中的行为，提早采用仿真技术能确保一开始就确认了设计方案，从而节约时间与成本。