Roland Schmidt 
Berechnung einer Leiterplatte im 3er-Nutzen mit der Finite-Elemente-Methode [PDF ebook] 
FEM-Untersuchung mit Optimierung der Auflager und Niederhalter

Technischer Bericht aus dem Jahr 2016 im Fachbereich Elektrotechnik, , Sprache: Deutsch, Abstract: Gegenstand des vorliegenden Berichtes ist die Berechnung einer Leiterplatte im 3er-Nutzen mit der Finite-Elemente-Methode.

Leiterplatten sind relativ dünn im Vergleich zu ihren Abmessungen. Das mechanische
Verhalten kann deshalb auf Basis der Plattentheorie berechnet werden. Die Leiterplatte
war deshalb zweidimensional zu vernetzen. Das FEM-Netz wurde nur auf Grundlage der
Außenkontur der Leiterplatte generiert (eine sofortige Berücksichtigung der vielen Nadeln
würde zu einem enormen Rechenaufwand bei der Netzgenerierung führen).

Die Positionsringe der Nadeln und der Niederhalter wurden dem FEM-Netz über DXF als Vorlage hinterlegt. So konnten die Knotenpunkte mit dem kürzesten Abstand zum Ring-Mittelpunkt in diesen verschoben werden. Nicht zu vermeiden waren Verzerrungen der Dreiecke (können numerisch instabil werden), die aber durch Versetzen der Nachbarknoten wieder korrigiert werden konnten.

Aus dem Inhalt:

– Layout Leiterplatte im 3er-Nutzen;

– FEM-Berechnungsmodell;

– Auflager, Niederhalter und Einspannungen;

– Testpunkte;

– Ergebnisauswertung;

– Zusammenfassung