散热器有限元分析及优化设计

4 散热器优化分析

4.1目标驱动优化的实验设计

    应用Workbench进行优化分析时通常先定义状态参数和目标参数，查看响应分析、优化分析、求解并验证结果。

    定义散热器的状态参数为散热器质量和最大总变形。然后根据散热器的结构限制，给定翅片厚度变化条件为0.45mm≤Thickness≤0.55mm，翅片高度变化条件为35mm≤Height≤43mm,翅片数目变化条件为36≤Number≤44。并且，将翅片厚度、高度、数目都设为连续型变量。求解目标为质量最小，最大总变形不超过0.08mm，最高温度不超过65°C。

4.2响应面的搜索结果

4.2.1最大、最小值搜索结果

    响应面的最大值、最小值结果如图4.1所示。由图可以看出，当翅片厚度、高度、数目均为最小值时，散热器质量最小。当翅片厚度、高度、数目均为最大值时，最大总变形及最高温度取得最小值。说明合理地设置散热器结构，在保证相同的散热量条件下，可以减轻散热器质量。

4.1 最大、最小值搜索结果图

4.2.2响应面的参数灵敏度结果

    图4.2为响应面的参数灵敏度结果。由图可知，翅片高度对散热器质量的灵敏度最大，即翅片高度对散热器质量影响最大。并且，翅片高度增大，散热器质量也将增大。翅片数目对散热器最大变形量的灵敏度最大，且翅片数目增多，散热器的最大变形量将减小。翅片高度对散热器最高温度的灵敏度最大，且翅片高度增大，散热器最高温度减小。从以上分析可以看出，翅片高度对散热器各个性能的灵敏度最大。

图4.2 响应面的参数灵敏度结果图