作者|電磁應用HFSS仿真秀金牌作者
一、連接器現狀介紹
隨著5G技術的逐步完善,萬物互聯隨之提上日程,而在萬物互聯推進過程中,連接器是其中的關鍵之一,在實際應用場景中,連接器千差萬別,如圖1.
圖1 連接器
在實際中的連接器,一種是關于物理性的連接,另外一種是為了電磁信號順利通過而連接的功能。第一種主要關注結構的結實程度,還有連接的穩定性,第二種主要關注的是信號通過時,信號是否完整,信號質量是否良好。對于第二種連接器因為事關到電磁信號的傳輸性能,而電磁是一種特別抽象的物質,往往靠經驗設計的結果,樣品加工后出現一系列問題,出現問題后通過試錯循環加工的方式逐步使性能提高,直到達到成功為止,但這種方式成本巨大,對于企業研發領域不是長久之計。
進而越來越多的產品研發階段,提前對產品電磁性能預測的需求與日俱增。
二、電磁仿真技術介紹
電磁仿真關系到一門非常重要的學科,叫“電磁學”,電磁學是關注材料、電場和磁場之間相互作用的學科。比如,強電電流流入筆記本的電源適配器,同你家冰箱上產生磁場是有相關性的,他們可以用同一組公式來描述,那就是麥克斯韋方程(Maxwell Equation)。時變的電場產生磁場,反之亦然。幾個電磁學中的基本量如E(電場)、H(磁場)、J(電流)。
電磁學無處不在:許多設備都是在此基礎上開發出來,如手機、微波爐、電機、變壓器…
電磁學可被用作不同用途:通信(天線…)、功率傳輸(電機、變壓器…)、醫療設備(MRI…)
對于電磁問題,我們通常會以頻率進行衡量,單位是赫茲(Hz)。電池工作在0Hz(也叫直流),強電輸出的功率在60Hz,手機的工作在MHz(1e6)到GHz(1e9)的頻率范圍。如下圖應用及為典型的電磁應用范疇。
圖2電磁成像
圖3 電源模塊設計
圖4天線設計
圖5電機設計
連接器設計的問題實質上也是關注材料和電磁信號相互作用的問題,也就是研究電磁學與連接器具體工程應用的相互關系問題。其核心基礎最終都追究到一組非常偉大的方程組——麥克斯韋方程組。如圖6,其發明者為英國物理學家麥克斯韋,如圖7
圖7 麥克斯韋方程組
目前研發的主要手段如下:
圖8研發手段實驗
而經過長期工程實踐,電磁仿真技術是最優選擇,在研發產品系統前期就可以對系統在計算機上有效評估,通過數字模型可以研究更深細節,也滿足目前中國數字化建設大框架,是為了技術研發可持續發展的關鍵動能。
三、連接器仿真技術學習內容
連接器仿真技術學習一共包含兩個方面,第一個方面為電磁仿真技術基礎部分,主要為后續在具體仿真中讓工程師清晰了解為什么這樣做,而不僅僅是得到一個仿真結果,而對結果的正確性確無法保證,學習電磁基礎后可以明顯增強工程師的創新能力,電磁基礎課是解決這個問題量身定做的課程,也可關注仿真秀 工信部ANSYS電磁工程師認證輔助視頻課程。
第二個方面為具體工程應用行業中連接器仿真案例及實操過程,有助于增強工程師理論到具體工程應用的過渡,對于學生,實現的是從學校學生到工程應用工程師轉變,而對于工程經驗非常多的工程師,不是工程專家,也可以重新回顧過來看電磁基礎部分,這樣增強工程和理論的銜接關系,從而增加工程經驗底蘊,進而增強工程創新能力,實現工程師到電磁仿真工程專家的轉變。
四、ANSYSHFSS連接器電磁仿真啟蒙課
目前針對連接器電磁仿真專門開展的仿真技術培訓少之又少。因為其理論基礎要求高,還需要具備大量的工程經驗,才能勝任培訓講師,這樣的人才市場上十分稀缺。
為了幫助大家的學習,筆者應仿真秀邀約,特定于2021年8月17日20時00分,通過仿真秀直播系統為大家帶來《ANSYSHFSS連接器電磁仿真啟蒙課》。
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原文標題:ANSYS HFSS連接器電磁仿真啟蒙課(附直播鏈接)
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