用于对器件的刚度进行分析的方法和系统技术方案

本公开提供了一种用于对器件的刚度进行分析的方法和系统，该方法包括：对器件进行建模，以将器件划分为多个网格单元；将多个网格单元中的各个单元节点在原始坐标系下的第一坐标转换为相对坐标系下的第二坐标，其中，在相对坐标系下，各个单元节点的坐标在各个坐标轴上的投影区间为(

【技术实现步骤摘要】
用于对器件的刚度进行分析的方法和系统


[0001]本公开涉及用于对器件的刚度进行分析的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着信息时代移动通信的飞速发展，诸如声表面波(SAW：surface acoustic wave)谐振器之类的电子器件越来越广泛被应用于电子通信领域。对于器件而言，所具有的各项性能都会对其使用表现产生较大的影响，进而影响包含器件在内的整个装置乃至整个系统的稳定性、使用寿命等。
[0003]作为器件的重要性能之一，器件的刚度是需要被准确计算的。一种方式是采用有限元软件COMSOL来进行滤波器的多物理场模型的仿真分析，通过特征频率的研究计算，可以得到滤波器模型的刚度矩阵。然而，在这种计算方法中，为了计算刚度矩阵，需要对刚度矩阵中每个元素进行积分，而随着积分次数的增加，需花费较多的计算时间，计算的效率较低，最终成为整个计算过程中耗费时间最长的关键步骤。

技术实现思路

[0004]专利技术所要解决的技术问题
[0005]本公开正是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，提供一种用于对器件的刚度进行分析的方法和系统，能够提高器件刚度的计算效率，并同时保持较高的计算精度。
[0006]解决技术问题的技术方案
[0007]在本公开的一个实施例中，提供了一种用于对器件的刚度进行分析的方法，该方法包括：对所述器件进行建模，以将所述器件划分为多个网格单元；将所述多个网格单元中的各个单元节点在原始坐标系下的第一坐标转换为相对坐标系下的第二坐标，其中，在所述相对坐标系下，所述各个单元节点的坐标在各个坐标轴上的投影区间为(
‑
1,1)；基于所述各个单元节点的所述相对坐标，来表示所述相对坐标系下的形函数；以及使用所述形函数并基于高斯
‑
勒让德积分来计算得到所述多个网格单元中的每个网格单元的刚度矩阵。
[0008]在本公开的一个实施例中，将所述器件划分为多个网格单元包括将所述器件划分为多个二维网格单元，所述多个二维网格单元中的每个二维网格单元为矩形，所述每个二维网格单元的刚度矩阵为：
[0009][k
e
]＝∫∫
S
[B]T
[C][B]dS，
[0010]其中，C表示单元的弹性矩阵，S表示单元的面积，并且B表示B矩阵，所述B矩阵在x
‑
y坐标系下的表达式为：
[0011][0012]其中，N表示所述形函数。
[0013]在本公开的一个实施例中，基于所述高斯
‑
勒让德积分来计算得到所述多个网格单元中的每个网格单元的刚度矩阵进一步包括：将所述相对坐标系下的积分段分别沿着各个相对坐标轴划分为k份，由此将所述积分段划分成k
×
k个点，其中，k为大于1的整数；将∫∫
S
[B]T
[C][B]dS转换成所述k
×
k个点处的被积函数值之和：
[0014]∫∫
S
[B]T
[C][B]dS＝([B]1,1T
[C][B]1,1
)+([B]1,2T
[C][B]1,2
)+
…
+([B]1,kT
[C][B]1,k
)+([B]2,1T
[C][B]2,1
)+
…
+([B]k,kT
[C][B]k,k
)，
[0015]其中，[B]m,n
表示对应于所述相对坐标系中的第(m,n)个点的系数，其中m和n分别是1与k之间的范围内的整数；以及计算所述k
×
k个点中的每一个点的B矩阵[B]m,n
，从而求解出∫∫
S
[B]T
[C][B]dS。
[0016]在本公开的一个实施例中，将所述器件划分为多个网格单元包括将所述器件划分为多个三维网格单元，所述多个三维网格单元中的每个三维网格单元为长方体，所述每个二维网格单元的刚度矩阵为：
[0017][k
e
]＝∫∫∫
V
[B]T
[C][B]dV，
[0018]其中，C表示单元的弹性矩阵，V表示单元的体积，并且B表示B矩阵，所述B矩阵在x
‑
y
‑
z坐标系下的表达式为：
[0019][0020]其中，N表示所述形函数。
[0021]在本公开的一个实施例中，基于所述高斯
‑
勒让德积分来计算得到所述多个网格单元中的每个网格单元的刚度矩阵进一步包括：将所述相对坐标系下的积分段分别沿着各
个相对坐标轴划分为k份，由此将所述积分段划分成k
×
k
×
k个点，其中，k为大于1的整数；将∫∫∫
V
[B]T
[C][B]dV转换成所述k
×
k
×
k个点处的被积函数值之和：
[0022]∫∫∫
V
[B]T
[C][B]dV＝([B]1,1,1T
[C][B]1,1,1
)+([B]1,1,2T
[C][B]1,1,2
)+
…
+([B]1,1,kT
[C][B]1,1,k
)+([B]1,2,1T
[C][B]1,2,1
)+
…
+([B]k,k,kT
[C][B]k,k,k
)，
[0023]其中，[B]m,n,l
表示对应于所述相对坐标系中的第(m,n,l)个点的B矩阵，其中m、n和l分别是1与k之间的范围内的整数；以及计算所述k
×
k
×
k个点中的每一个点的B矩阵[B]m,n,l
，从而求解出∫∫∫
V
[B]T
[C][B]dV。
[0024]在本公开的一个实施例中，该方法进一步包括：将计算得到的所述多个单元中的每个单元的刚度矩阵进行组装，由此获取所述器件的整体刚度矩阵。
[0025]在本公开的一个实施例中，提供了一种用于对器件的刚度进行分析的系统，该系统包括：参数获取部，所述参数获取部用于获取所述器件的参数；以及处理部，所述处理部用于执行如权利要求1至6中任一项所述的分析方法，其中，所述参数获取部将所述器件的参数提供给所述处理部以用于执行所述分析方法。
[0026]在本公开的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储指令，该指令当由处理器执行时使所述处理器用于执行以上实施例中所述的分析方法。
[0027]专利技术效果
[0028]根据本公开，提供一种用于对器件的刚度进行分析的方法和系统，能够改进器件刚度的计算效率，同时能够保持较高的计算精度。
附图说明
[0029]为了能够详细地理解本公开，可参考实施例得出上文所简要概述的本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对器件的刚度进行分析的方法，其特征在于，包括：对所述器件进行建模，以将所述器件划分为多个网格单元；将所述多个网格单元中的各个单元节点在原始坐标系下的第一坐标转换为相对坐标系下的第二坐标，其中，在所述相对坐标系下，所述各个单元节点的坐标在各个坐标轴上的投影区间为(
‑
1,1)；基于所述各个单元节点的所述相对坐标，来表示所述相对坐标系下的形函数；以及使用所述形函数并基于高斯
‑
勒让德积分来计算得到所述多个网格单元中的每个网格单元的刚度矩阵。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述器件划分为多个网格单元包括将所述器件划分为多个二维网格单元，所述多个二维网格单元中的每个二维网格单元为矩形，所述每个二维网格单元的刚度矩阵为：[k
e
]＝∫∫
S
[B]
T
[C][B]dS，其中，C表示单元的弹性矩阵，S表示单元的面积，并且B表示B矩阵，所述B矩阵在x
‑
y坐标系下的表达式为：其中，N表示所述形函数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述高斯
‑
勒让德积分来计算得到所述多个网格单元中的每个网格单元的刚度矩阵进一步包括：将所述相对坐标系下的积分段分别沿着各个相对坐标轴划分为k份，由此将所述积分段划分成k
×
k个点，其中，k为大于1的整数；将∫∫
S
[B]
T
[C][B]dS转换成所述k
×
k个点处的被积函数值之和：∫∫
S
[B]
T
[C][B]dS＝([B]
1,1T
[C][B]
1,1
)+([B]
1,2T
[C][B]
1,2
)+
…
+([B]
1,kT
[C][B]
1,k
)+([B]
2,1T
[C][B]
2,1
)+
…
+([B]
k,kT
[C][B]
k,k
)，其中，[B]
m,n
表示对应于所述相对坐标系中的第(m,n)个点的系数，其中m和n分别是1与k之间的范围内的整数；以及计算所述k
×
k个点中的每一个点的B矩阵[B]
m,n
，从而求解出∫∫
S
[B]
T
[C][B]dS。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述器件划分为多个网格单元包括将所述器件划分为多个三维网格单元，所述多个三维网格单元中的每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：许欣，
申请(专利权)人：广东广纳芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：