1.2相关技术与研究现状

1.2.1 计算机辅助分析（CAE）简介：

在一个产品的造型被开发出来，在产品定型、投入生产前，中间可以通过CAE技术分析及优化。现代三维设计软件能力大幅增加使得CAE产品开发变得越来越重要。CAE软件的主体是有限元软件，由于应用方面的不同可以分为两类，第一类为通用CAE软件，应用比较广阔，主要功能是对产品的物理力学性能进行分析、模拟和优化来实现技术创新的。第二类则是专用CAE软件，只能对某些特定的工程或者产品的产品性能分析预测和优化。本论文所用的SolidWorks Simulation 软件就是一种通用CAE软件。Simulation这个模块是完全集成在SolidWorks中专门用来处理有关线性、非线性、频率、热力和优化分析等机构分析的主题。

CAE分析与优化具有以下优点：

（1）使用软件仿真代替昂贵的物理样机测试（降低成本）；

（2）缩短产品的开发周期（减少开发时间和成本回收时间）；

（3）设计多样与优化(可一次给出多种设计概念，方便从中筛选）。

1.2.2 电子产品的散热方法介绍

根据统计，55%的电子设备由于温度过高而无法工作。所以电子设备一定要有有效的散热来提高稳定性，因此电源盒散热性能的好坏是至关重要的。

电子设备如何有效的散热与传热学和流体力学等理论密切相关。散热是为了控制电子元件工作时的温度以保证电子元件能够持续、稳定的工作。

下面列举了一些简单的散热方法。

(1)自然对流散热：利用设备中各个元器件之间的空隙和外壳的热传导、对流和辐射进行散热的。这种技术结构简单，成本低，安全。

(2)强制风冷散热：利用风扇使得电子元件周围的空气不断流通，不断带走热量从而达到散热的目的。

(3)液体冷却：原理和强制风冷一样，它是应用于发散热量较高的密集芯片的方法，包括直接冷却和间接冷却。

(4)热管散热技术：热管散热技术导热能力强，恒温，能够适应环境等。可以应用于有着散热装置紧凑、可靠控制灵活、高效散热要求的设备。

1.3 Solidworks Simulation的工程应用

SolidWorks Simulation是一款设计分析软件其主要原理是有限元技术。在使用SolidWorks Simulation之前要知道什么是有限元技术（FEA）。

1.3.1 有限元分析概述

FEA即有限单元法是对场问题进行一系列偏微分运算得出数值的方法。这种类型的问题涉及许多工程学科，如机械设计、声学、电磁学、流体动力学等。有限元在机械工程的结构、振动和传热问题上有着广泛的建树。

除了FEA外还有有限差分法、边界元法和有限体积法等应用于工程分析，不过由于FEA的多功能性和高数值性，它占据了市场绝大部分份额，而其他方法只用于一些特定领域。使用有限元法，可以用多种方式对几何体理想化，同时能够对不同形状的模型进行分析，并得到预想中的精度。当使用现代的商业软件，例如SolidWorks Simulation时，用户可以清楚的看到FEA理论数值问题公式和求解方法。

作为一个强大的工程分析工具，FEA可以从难到易的解决各种问题。一方面，工程师在产品研发时利用FEA简化所分析的模型，这样可以节省时间得到可用的产品数据。另一方面，车辆碰撞动力实验、金属成形和生物结构分析等也会使用到FEA。

FEA首先是从集合模型开始的，先给模型定义材料属性、载荷和约束，然后利用数学方法离散模型，对模型进行划分使其便于分析。

离散化过程就是将几何体分成小而形状简单的实体的过程（网格划分过程），这些实体就称为有限单元。单位称为“有限”的，是为了突出这样一个情况：他们并不是无限的小，而是与整个模型的尺寸相比下适度的小。