闲来无聊对显卡的pcb做了应力应变分析

TRG42 · 发表于 2021-3-14 11:02

用了SolidWorks中的有限元分析模块，(你问我为啥不用ansys,因为我暂时还没有学会

），pcb的尺寸是根据我手头上的gt210设定的，重量参考了京东上同等级显卡的重量，pcb大多是用环氧树脂做的，正好这个库里面有环氧树脂的选项，这样我就不用费劲去查材料参数了，模型生成好之后，再固定pcb，生成网格，运行算例。

应力

合位移

根据生成的应力图，我们可以看到应力最大的地方是显卡插槽的最右端，说明那里最容易损坏。从合位移图中可以看到，pcb位移最大的地方达到了3.665mm，如果是特别重的显卡，pcb板变形会更加厉害，最大位移的值还会更大。

Litccc · 发表于 2021-3-14 11:19

都忘了这茬了，一会看看nr200有没有支架卖

塔奇克马 · 发表于 2021-3-14 11:23

有强化背板的话，应力位置会变🐴？

—— 来自 HUAWEI HLK-AL00, Android 9上的 S1Next-鹅版 v2.4.4.1

TRG42 · 发表于 2021-3-14 12:08

塔奇克马发表于 2021-03-14 11:23:03
有强化背板的话，应力位置会变🐴？

—— 来自 HUAWEI HLK-AL00, Android 9上的 v2.4.4.1 ...

增加背板只会减小最大位移的值，会减小pcb板的变形程度，但最大应力的位置不会改变，而且因为显卡背板增加的重量反而会增加显卡重量，从而增大最大应力。增加显卡支架会改变最大应力的位置，减小最大应力的值。

-- 来自有消息提醒的 Stage1官方 Android客户端

刘佐 · 发表于 2021-3-14 12:31

如果机箱躺着用呢。也就是显卡竖着的。

-- 来自能手机投票的 Stage1官方 Android客户端

serial · 发表于 2021-3-14 12:41

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u96 · 发表于 2021-3-14 12:45

数值有点大啊，是不是加载搞错了？

—— 来自 HUAWEI HMA-AL00, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.4

samta · 发表于 2021-3-14 12:50

pcb这种多层结构，中间还有铜箔，跟纯的环氧树脂区别还是不小的吧。

skaulera · 发表于 2021-3-14 14:08

拿长一点的显卡做模拟会比较有代表性吧？谁会关心gt210搞支架

Realplayer · 发表于 2021-3-14 14:24

所以我捏着鼻子用银欣，有支架

手撕寿司 · 发表于 2021-3-14 14:28

举手提问：

如果希望使用支撑加固这样的结构，那么支撑点应该选在最大应力处还是最大位移处？

sblnrrk · 发表于 2021-3-14 14:34

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橋白 · 发表于 2021-3-14 14:37

我直接在最右侧外面架了支架爱多重多重

ambivalence · 发表于 2021-3-14 15:25

用轧带吊着
无所畏惧

q歪q斜 · 发表于 2021-3-14 15:42

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宅男的爱 · 发表于 2021-3-15 00:05

唉，每次看到很多人用显卡支架是顶在散热器边缘的，我就有种洁癖发作的——“啊，算了……”这种感觉

testalphagogogo · 发表于 2021-3-15 02:53

刘佐发表于 2021-3-14 12:31
如果机箱躺着用呢。也就是显卡竖着的。

-- 来自能手机投票的 Stage1官方 Android客户端 ...

主板中间没铜柱,一样给压扁,我现在没法子在主板下面垫纸稍微缓解一下,长期应该没啥问题吧...

Sza · 发表于 2021-3-15 05:35

前两天用小台钳夹电路板做焊工的时候才知道件事情，这楼里扫了眼好像没人提：楼主做这个形变的仿真时有没有考虑到温度？

kara2000 · 发表于 2021-3-15 08:21

所以结论是A4结构最合理。

最好带上下360冷排位，垂直风道，还兼顾了主板和GPU的背面散热。

amiya · 发表于 2021-3-15 09:11

反正加了根高科技筷子，爱咋变形咋变形

jcyxxx · 发表于 2021-3-15 09:46

非公6900xt，装机的时候机箱躺着还好，一立起来马上观察到显卡下垂明显。。

—— 来自 OnePlus GM1910, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.4

刘佐 · 发表于 2021-3-15 15:40

testalphagogogo 发表于 2021-3-15 02:53
主板中间没铜柱,一样给压扁,我现在没法子在主板下面垫纸稍微缓解一下,长期应该没啥问题吧... ...

那么干脆换个思路，倒过来。这样就可以不要考虑应力问题了。

testalphagogogo · 发表于 2021-3-15 15:54

刘佐发表于 2021-3-15 15:40
那么干脆换个思路，倒过来。这样就可以不要考虑应力问题了。

拜托，不管压还是拉，一公斤多的显卡怎么都会对主板施力的，除非是银欣乌鸦那种方向，主要力量就施加到机箱上，虽然理论上还是会拉主板一下。

lockoff0131 · 发表于 2021-3-15 16:18

磁铁固定的显卡支架会影响机械硬盘么？

我是囧人 · 发表于 2021-3-15 16:42

还是用延长线螺丝固定在机箱上的itx箱子好

cnwind042 · 发表于 2021-3-15 16:42

3槽加上32cm长度的3090我不拿支架撑着真感觉哪天金手指或者插槽就得断掉了

强袭型抹布 · 发表于 2021-3-15 22:19

环氧树脂和环氧树脂天差地别，环氧树脂在不同温度下的模量也是千差万别，还有各个部件对板体的加强作用，嗯，娱乐

—— 来自 vivo V1981A, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.4.1

Uranus · 发表于 2021-3-15 22:34

本帖最后由 Uranus 于 2021-3-15 22:42 编辑

Sza 发表于 2021-3-15 05:35
前两天用小台钳夹电路板做焊工的时候才知道件事情，这楼里扫了眼好像没人提：楼主做这个形变的仿真时有没有 ...

楼主做的是静力学仿真，没有考虑温度造成的应力影响，如果要求高的话，温度这个因素确实要考虑进去
不仅如此，风扇转动是的动力学仿真也要考虑一下看看

Uranus · 发表于 2021-3-15 22:41

本帖最后由 Uranus 于 2021-3-15 22:43 编辑

感觉固定点和受力点设置的跟实际受力情况不同……

单单从显卡PCB来说，PCB受力分析，一个侧边用螺钉把合在机箱上，感觉可以把这个侧面设为固定点，
二个是显卡PCB主要重量来自散热鳍片和风扇重量，均布在GPU周围四个螺钉孔，设为受力点，
然后PCB金手指也是一个受力点，

这样再来分析整块PCB板的静力学状态~~~

材料方面用环氧树脂的材料属性做一个近似结果，这个倒也没啥其他选择~~~

Sza · 发表于 2021-3-15 22:42

Uranus 发表于 2021-3-15 22:34
楼主做的是静力学仿真，没有考虑温度造成的应力影响，如果要求高的话，温度这个因素确实要考虑进去 ...

嗯，所以这个仿真其实只能图一乐。
我拆g703的滚轮编码器，10mm*5mm左右的小电路板用台钳夹着，高温下没几秒就有肉眼可见的变形了。电路板里都是导热性强的铜，实际还得考虑到散热器安装方式以及芯片热仿真，做仿真会很麻烦。

Uranus · 发表于 2021-3-15 22:46

Sza 发表于 2021-3-15 22:42
嗯，所以这个仿真其实只能图一乐。
我拆g703的滚轮编码器，10mm*5mm左右的小电路板用台钳夹着，高温下没几 ...

各种工况同时考虑确实复杂，直接简化问题，求解显卡仅在不开机不工作状态下，安装在机箱中的受力情况

win8 · 发表于 2021-3-16 00:15

Sza 发表于 2021-3-15 22:42
嗯，所以这个仿真其实只能图一乐。
我拆g703的滚轮编码器，10mm*5mm左右的小电路板用台钳夹着，高温下没几 ...

不止是树脂和铜，pcb本身还有玻纤布。所以模拟的材料整个差很多了
另外你的鼠标pcb变形是瞬间高温造成的，一方面是pcb各层涨缩程度不同，同时内部的水分气化产生了应力，这和正常使用又有很大不同。

hyddx · 发表于 2021-3-16 10:39

常规pcb板基材是fr4，是环氧玻纤板，你拿环氧数据就是错的。

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[硬件] 闲来无聊对显卡的pcb做了应力应变分析

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