疲劳
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疲劳的积极作用
疲劳是我们日常生活中不可避免的一部分,它是我们身体和大脑的自然反应。
虽然疲劳让我们感到疲惫和无力,但它也有积极的作用。
在适当的情况下,疲劳可以帮助我们提高身体和大脑的功能,增强我们的表现力和创造力。
疲劳可以帮助我们提高身体的功能。
当我们进行高强度的运动或体力劳动时,我们的身体会产生疲劳。
这种疲劳可以帮助我们增强肌肉和骨骼的强度,提高耐力和灵活性。
此外,疲劳还可以帮助我们提高免疫力,减少疾病的发生。
疲劳也可以帮助我们提高大脑的功能。
当我们进行长时间的思考或学习时,我们的大脑会产生疲劳。
这种疲劳可以帮助我们提高记忆力和学习能力,增强创造力和想象力。
此外,疲劳还可以帮助我们提高注意力和集中力,提高工作效率和生产力。
疲劳还可以帮助我们提高心理健康。
当我们经历一段时间的压力和挑战时,我们的心理状态会产生疲劳。
这种疲劳可以帮助我们提高自我意识和自我控制能力,增强自信心和自尊心。
此外,疲劳还可以帮助我们提高情感表达能力和社交能力,增强人际关系和团队合作能力。
疲劳虽然让我们感到疲惫和无力,但它也有积极的作用。
在适当的情况下,疲劳可以帮助我们提高身体和大脑的功能,增强我们的表
现力和创造力。
因此,我们应该学会如何正确地处理疲劳,让它成为我们生活中的积极因素。
疲劳词语解释
疲劳词语是指长时间使用或频繁出现的词语,使读者或听者产生疲劳感,降低理解和记忆的效率。
疲劳词语有很多种,比如虚词、形容词、副词、简单的名词等等。
对于写作者来说,减少疲劳词语的使用是提高作品质量的重要手段之一。
常见的疲劳词语有:的、了、着、很、非常、非常地、极其、尤其、特别、特别是等等。
为了避免疲劳词语的干扰,写作者应该尽量运用丰富多彩的词汇和表达方式,使文章更加生动有趣,读者阅读起来更加愉快和轻松。
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人疲劳的原理人体疲劳是指在长时间的身体或脑力活动后,出现的身体或精神上的疲惫感觉。
人们通常会感到力量不足、注意力不集中、思维迟缓、身体乏力、反应迟钝等症状,甚至会对工作或学习失去兴趣。
人体疲劳的原理可以从身体和心理两个角度来解释。
身体疲劳主要涉及到能量耗竭、代谢产物积累和肌肉酸痛等方面;心理疲劳则涉及到认知负荷、情绪调节和注意力分散等方面。
在身体方面,人体进行精力消耗活动时会消耗大量能量,主要来自细胞内的三磷酸腺苷(ATP),而ATP的产生需要通过有氧代谢和无氧代谢来提供能量。
当活动强度较低时,主要依赖有氧代谢,能量主要来自脂肪酸的氧化。
当活动强度增加时,无氧代谢开始发挥主导地位,能量主要来自糖的无氧酵解。
但是无氧代谢产生的乳酸会积累在肌肉中,并最终导致肌肉酸痛。
此外,长时间的活动还会导致肌肉和关节的疲劳和损伤,使肌肉变得僵硬和无力。
在心理方面,人们进行认知活动时,会引起认知负荷的增加。
认知负荷是指在完成特定任务时,个体所承受的心理压力或认知工作量。
当认知负荷超过个体的处理能力时,会导致心理疲劳。
此外,心理疲劳还与情绪调节和注意力分散有关。
情绪调节是指个体对情绪的感知、表达和调节的过程。
在一段时间内持续高强度的工作或学习会引起负面情绪的累积,如焦虑、压力和沮丧等,进而导致心理疲劳。
而注意力分散则指个体在进行任务时,由于注意力不集中而导致任务完成效率下降,同时也会消耗较多的注意资源。
除了身体和心理原因外,社会因素也对人体疲劳产生影响。
如长时间的工作压力、生活环境的改变、人际关系的压力等都可能导致人体疲劳。
同时,饮食不均衡、缺乏运动、睡眠不足等也会增加身体的疲劳感。
为了缓解和减轻人体疲劳,应该注重以下几个方面:1. 合理安排工作和休息时间,充分利用休息时间进行身体和心理的恢复;2. 避免长时间连续工作或学习,定期进行适当的休息和放松;3. 健康饮食,保证足够的营养和能量供给;4. 保证充足的睡眠时间和质量,确保身体得到充分的休息;5. 适度参加身体锻炼,增强体质;6. 学会心理调节和情绪管理技巧,提高应对压力的能力;7. 维护良好的人际关系,获得社会支持和情感支持。
疲劳的同义词本文是关于疲劳的同义词,感谢您的阅读!引导语:相信大家对于“疲劳”这个词都不陌生,那么你知道疲劳的同义词有哪些呢?接下来是小编为你带来收集整理的文章,欢迎阅读!疲劳的同义词劳累:①由于过度的劳动而感到疲乏:工作~。
②敬辞,劳累疲倦:疲乏;困倦。
困乏:①疲乏:走了一天路,大家都~了。
②〈书〉经困乏疲乏:疲劳﹐困乏。
疲惫:疲惫委靡:意志消沉;精神颓唐:神态委靡|颓堕委靡,溃败不可委靡怠倦:1.松懈倦怠。
2.借指松弛。
怠倦委顿:①疲乏困顿:士卒虽委顿,皆强起斫贼。
②衰弱:委顿疲钝:谓非常疲乏。
疲顿:疲乏劳累。
疲困:疲乏困顿。
疲劳造句(1)他在长城上饱览了壮丽的风景,洗却了一路上的疲惫。
(2)经过长途奔波,爸爸显得十分疲惫。
(3)闷热的天气让大家感到既口渴又疲惫。
(4)日夜兼程的旅途劳顿,令他非常疲惫。
(5)我拖着疲惫不堪的身体下了飞机,真想现在睡一觉呀。
(6)同学们在假期里要早一点睡觉,别疲惫不堪呀!(7)他已经疲惫不堪,一坐在沙发上就睡着了。
(8)琼斯神态疲惫,仿佛早已盼望着卸下身上的重担。
(9)连日的下地插秧,累得全家人疲惫不堪。
(10)疲惫不堪的南方联盟军队再也没有能力入侵北方各州。
(11)闪烁的星空下,我拖着疲惫的身体向家走去。
(12)这支部队经过一天一夜急行军,已经是人困马乏,疲惫不堪了。
(13)这位疲惫不堪的游客终于找到了一家小客栈。
(14)他已两天两夜没合眼,早就疲惫不堪了。
(15)看到妈妈上了一天班,拖着疲惫不堪的身子回到家,我看在眼里,记在心理,我要好好地学习,用此来孝敬妈妈。
(16)我一口气把暑假作业写完了,我累的疲惫不堪。
(17)他看上去似乎很疲惫,一定是又熬夜了。
(18)他连续讲了两个小时的课,早就唇焦舌敝,疲惫不堪了。
(19)现在,这些疲惫不堪的旅客可以吃点东西,休息一下了。
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测试疲劳的四种方法疲劳是我们日常生活中经常会遇到的问题,它会让我们感到身体乏力、精神不济,甚至影响我们的工作和生活质量。
因此,了解自己的疲劳程度以及找到有效的测试方法对我们来说是非常重要的。
本文将介绍四种常用的测试疲劳的方法,帮助大家更好地了解自己的身体状况。
第一种方法是疲劳感量表。
这是一种常用的主观评估方法,通过填写一份疲劳感量表来评估自己的疲劳程度。
疲劳感量表通常由一系列描述疲劳程度的问题组成,例如“你感到疲劳吗?”、“你感到疲劳的程度如何?”等。
根据自己的实际感受,选择相应的选项来评估自己的疲劳程度。
这种方法的优点是简单易行,不需要任何专业设备,但缺点是结果容易受到主观因素的影响,可能存在一定的误差。
第二种方法是反应时间测试。
这是一种客观评估方法,通过测量个体对外界刺激反应的速度来评估疲劳程度。
常用的反应时间测试包括手指点击测试、数字连线测试等。
参与者需要根据指定的指令迅速做出反应,记录下所花费的时间。
反应时间越长,说明疲劳程度越高。
这种方法的优点是客观性较高,结果相对准确,但缺点是需要一些专业设备或软件的支持,操作稍显繁琐。
第三种方法是心率测试。
这是一种常用的生理指标测试方法,通过测量个体的心率来评估疲劳程度。
心率是人体疲劳程度的重要指标之一,通常情况下,疲劳程度越高,心率越快。
我们可以使用心率监测仪或智能手环等设备来测量自己的心率。
在测试期间,保持安静坐着,记录下自己的心率。
心率越高,说明疲劳程度越高。
这种方法的优点是简单易行,结果相对准确,但缺点是可能受到一些外界因素的干扰,如情绪波动、运动等。
第四种方法是工作能力测试。
这是一种综合评估方法,通过测量个体在完成特定任务时的表现来评估疲劳程度。
常用的工作能力测试包括注意力测试、记忆力测试、协调能力测试等。
参与者需要按照指定的要求完成相应的任务,并记录下自己的表现。
表现越差,说明疲劳程度越高。
这种方法的优点是能够直接评估个体在工作或学习中的表现,结果相对准确,但缺点是需要一些专业设备或软件的支持,操作稍显复杂。
疲劳症状的常见原因和缓解方法疲劳是现代人常常面临的问题之一,它不仅会影响我们的身体健康,还可能对工作和生活产生负面影响。
本文将探讨疲劳症状的常见原因以及有效的缓解方法。
一、常见原因1. 不良生活习惯:长时间熬夜、过量饮食、缺乏锻炼等不良生活习惯会导致身体疲劳。
熬夜会影响休息质量,饮食不当会导致能量不平衡,而缺乏锻炼则会加剧肌肉疲劳。
2. 长时间的工作压力:高强度的工作压力可能会导致身心疲惫。
长时间处于高压状态下会增加焦虑和紧张感,进而影响身体的充分休息。
3. 缺乏睡眠:睡眠不足是常见的疲劳原因之一。
睡眠是身体恢复和休息的关键环节,缺乏充足的睡眠会导致身体机能受损,进而产生疲劳感。
4. 营养不良:身体缺乏必要的营养物质,如蛋白质、维生素和矿物质等,会导致身体能量供应不足,从而造成疲劳感。
二、常见缓解方法1. 调整生活习惯:良好的生活习惯能够有效预防和缓解疲劳。
合理安排作息时间,保证充足的睡眠,适量运动,戒除吸烟和酗酒等不良习惯,都是缓解疲劳的重要措施。
2. 饮食均衡:合理调整饮食结构,摄入充足的蛋白质、维生素和矿物质等营养物质,有助于提高身体的抵抗力和能量水平。
多摄入新鲜水果、蔬菜和全谷类食品,减少摄入高糖和高脂肪食物,有助于维持身体健康和活力。
3. 合理安排工作和休息时间:合理规划工作和休息时间,避免过度劳累。
分解庞大的任务,适当安排间断休息时间,保持工作效率和注意力的长久稳定。
4. 学会放松:培养一些放松的爱好或者技巧,例如听音乐、阅读、瑜伽等,有助于释放压力和放松身心,缓解疲劳。
5. 锻炼身体:适度的体育锻炼有助于提高身体的耐力和抗疲劳能力。
进行适量的有氧运动,如散步、慢跑或者游泳等,可以促进血液循环和养分供应,减轻疲劳感。
6. 寻求专业帮助:如果疲劳症状持续严重,影响正常生活和工作,可以寻求专业医疗帮助。
医生可以通过检查和诊断,帮助找出疲劳的具体原因,并给出相应的治疗建议。
总结起来,疲劳症状的原因多种多样,包括不良生活习惯、工作压力、缺乏睡眠和营养不良等。
描写疲劳的句子1.疲惫的身体仿佛被无尽的重量压迫着。
2.疲倦的眼神透露出无法抑制的倦意。
3.力不从心,身心俱疲。
4.疲劳深入骨髓,让人没有一丝力气。
5.疲乏感弥漫着整个身体,乏力到连举手都成为一种奢侈。
6.浑身无力,仿佛每一寸肌肉都被抽空。
7.疲惫感如磨砂纸般刺激着神经末梢。
8.疲倦席卷而来,像一阵无情的暴风雨。
9.疲乏如潮水一般袭来,让人难以抵挡。
10.疲乏沉积在身体里,如同一片蓝色的污渍。
11.疲劳像一根无形的绳子紧紧勒住了我的全身。
12.身体仿佛被厚重的铅块拖累着。
13.疲乏如潮水般涌来,将思维淹没在深渊中。
14.全身乏力,像一台即将停止运转的机器。
15.疲惫感肆意蔓延,像一只无形的巨手紧紧握住我的身体。
16.疲劳像一团厚重的乌云,挡住了心灵的阳光。
17.疲倦如同一片不断蔓延的黑夜,将生命的光芒吞噬殆尽。
18.疲乏将我的灵魂抽空,让我没有一点斗志。
19.疲劳如同一座高山,让我无法逾越。
20.疲倦笼罩着我的全身,宛如一层不可撼动的铠甲。
21.疲惫的身体仿佛失去了力量,变得沉重而无力。
22.疲劳如同一只无形的手,紧紧地扼住我的脖子。
23.我的身体仿佛被一股无形的疲劳潮水包围,无法逃脱。
24.疲劳像一阵酸风,吹得我的身体酸软无力。
25.疲惫的感觉仿佛每一寸肌肤都向我诉说着疲倦。
26.压在我身上的疲劳感,像是一座沉甸甸的大山。
27.疲乏彷佛一层无形的油膜,将我的双眼笼罩。
28.疲劳像一条无形的丝线,将我拖得满身乏力。
29.连呼吸都变得沉重起来,疲劳如同压在我心头的巨石。
30.疲惫如同悄无声息的毒药,不知不觉地侵蚀着我的身体。
31.疲倦如同一场没有终点的马拉松,让我彻底崩溃。
32.疲劳仿佛一只饥饿的狼,不断啃噬着我的力量。
33.厌倦和疲乏如同一棵蔓延的藤蔓,将我缠绕不已。
34.疲劳让我感觉自己仿佛是一具被掏空的木偶。
35.没有了充沛的精力,我只能无力地拖着疲惫的身体前行。
36.疲倦仿佛一只无形的手,将我的眼皮一点一点地拉低。
疲劳如何自我调理1.生活摆脱疲劳困扰,那么在生活中如何摆脱疲劳呢?怎样调整?2.怎样能缓解上班的疲劳!3.怎样才能调节身心疲惫的状态?4.缓解运动疲劳有哪些方法?跑步后应该如何调养身体?5.如何消除疲劳恢复体力6.总是感到疲劳,应该怎么调整好自己的状态生活摆脱疲劳困扰,那么在生活中如何摆脱疲劳呢?怎样调整?以现在的社会状况来看,我们的生活水平和以前相比的确得到了很大的提升。
但是在平常的生活中,我们的生活压力或者是工作压力也是非常非常的大。
也有很多人长时间都生活在疲劳困扰中,这样不仅会大大降低他们的生活体验,也会严重影响到他们的身体健康。
所以在平常的生活中掌握一些摆脱疲劳的方法,也是一件非常重要的事情。
相信有很多人在平常的生活中都会遇到一些各种各样的困扰,特别是对于现在的年轻人来说。
每天都生活在忙碌中,经常会遇到疲劳的困扰,那么我们到底该如何在生活中摆脱这种疲劳感呢?今天就和大家分享分享,相信会对您有所帮助:1、多加培养自己的兴趣爱好。
导致在平时的生活中出现疲劳感的原因有很多,比如:生活上的压力,工作上的压力,或者是经济上的压力等等。
当自己压力过大的时候就会经常出现疲劳困扰,这时候我们就可以通过自己的兴趣爱好来得到合适的释放。
打篮球,打羽毛球,跑步,旅行等等这些都能够释放心中的压力,压力消失之后疲劳感也自然会摆脱。
2、养成一个良好的生活习惯。
在平常的生活中,有很多人都没有养成一个良好的生活习惯。
特别是对于现在的年轻人来说,白天忙碌上班,到了晚上还是依然坚持熬夜玩手机。
那样肯定会让自己出现疲劳困扰,所以一定要养成一个良好的生活习惯。
怎样能缓解上班的疲劳!长期加班过度劳累的人在平时生活当中应该注意保持良好的睡眠,因为正常情况下,人体是有着非常强大的自我修复功能的,而这种自我修复功能在常规发挥作用的情况下,是需要我们人体的进入睡眠状态之后才可以的,所以我们应该保持良好的睡眠,根据世界卫生组织公布的标准,成年人应该在11点之前进入睡眠,并且保持6~8个小时的睡眠时间,如果不能保证这个睡眠时间的话,我们也要尽量的利用一些碎片时间来补充睡眠,并且对于我们自己的睡眠状态一定要十分的注意,应该尽可能的让自己比较容易进入深度睡眠的状态,这样的话对于我们身体的恢复有更好的作用。
疲劳的评估疲劳是指人体在长时间高强度的体力或脑力活动后产生的一种身体和心理疲劳感。
疲劳的评估是为了了解个人或群体的疲劳程度,以便采取相应的措施来预防和减轻疲劳的影响。
疲劳的评估可以通过各种方法进行,包括问卷调查、生理参数监测和行为观察等。
问卷调查是疲劳评估中常用的方法之一。
通过设计合理的问卷,可以了解被调查者的疲劳感受和疲劳程度。
问卷通常包括一系列关于疲劳感受和疲劳影响的问题,例如睡眠质量、精神状况、注意力集中等。
被调查者根据自己的实际情况选择相应的选项或打分,通过统计和分析问卷结果来评估疲劳状况。
生理参数监测是另一种常用的疲劳评估方法。
通过监测人体的生理参数,如心率、体温、血压等,可以了解个体的疲劳程度。
疲劳会引起生理上的改变,如心率增加、体温下降等,通过监测这些参数的变化,可以客观地评估个体的疲劳状况。
现代科技的发展使得生理参数监测变得更加便捷和准确,如心率监测带、体温计等设备的广泛应用使得生理参数监测成为了一种常用的疲劳评估方法。
除了问卷调查和生理参数监测外,行为观察也是疲劳评估的重要方法之一。
通过观察个体的行为表现,可以了解其疲劳程度。
疲劳会影响个体的行为表现,如反应时间延长、行动迟缓等,通过观察这些行为的变化,可以推测个体的疲劳状况。
行为观察需要专业的训练和经验,例如在工作场所中,监管人员可以观察员工的工作表现和生活状态,从而了解他们的疲劳程度。
总之,疲劳的评估是为了了解个体或群体的疲劳程度,以便采取相应的措施来预防和减轻疲劳的影响。
问卷调查、生理参数监测和行为观察等方法可以结合使用,从不同维度对疲劳进行评估,以获得更全面和准确的评估结果。
疲劳评估的目的是保障个体和群体的身心健康,提高工作和生活的质量。
伴随电力电子设备在高温、高速环境下的应用增多及环境的不确定性因素增加,疲劳失效问题越来越受到大家的重视。
因此,在多种多样的领域中均需应用疲劳寿命的预测研究。
针对IGBT 模块的寿命预测模型,国外提出了许多的寿命预测模型,整体上可以分为解析预测模型、物理预测模型。
疲劳寿命的解析预测模型通常此类模型以温度作为构建预测模型的基准,建立功率器件的疲劳寿命Nf 。
由于无法从结温-时间关系曲线中精确的获取温度经历的循环次数是此类模型中存在的主要问题。
通常只能采用统计的方法,但是这种方法只能获取结温经历的最大幅值、平均值的循环次数,再与疲劳累积损伤理论相结合,计算离线功率器件的疲劳寿命、损伤度。
其中Mahera Musallam 对IGBT 器件的失效机理和疲劳寿命的预测做了许多的研究,指出雨流算法的应用可对工作时的功率模块的寿命进行实时监测,以在发生故障前及时发出警报。
若功率器件整体的最高结温不超过120℃,则可用Coffin-Manson 模型对器件的疲劳寿命进行预测。
-n f j N T α=∆()疲劳寿命的物理预测模型物理预测模型则以器件本身材料的塑性应变、蠕变等机理为基准。
因此,必须确切知道器件的基本机械结构及材料力学性能等,而且很难精确提取功率器件的性能参数,同时模块应变变形的提取过程比较麻烦,测量设备也比较昂贵等。
通过力学性能参数的区分,可将器件的预测模型进行如下分类:塑性应变的寿命预测模型。
这类模型主要体现了器件失效周期与一次循环产生的焊料层塑性剪切应变之间的经验关系。
C-M 寿命预测模型、Soloman 寿命预测模型等在研究中应用的比较多。
焊点的疲劳老化通常是所说的低周疲劳失效。
因此,多数的焊接点的预测模型均是以Coffin-Manson 模型为基础,例如Engelmaier 预测模型便是以此基础进行的改进。
N C αε∆⋅=模块的键合点处剪切应力较大,易造成材料的塑性变形,循环应力的持续作用往往会引起材料的疲劳失效。
累积蠕变应变的寿命预测模型。
这类模型主要考虑了与时间相关的蠕变效应。
Syed ,Knecht ,Shine 等人提出了以焊料层某一温度的波动周期内的累积蠕变损伤为基础的疲劳预测模型。
Syed 等人研究认为蠕变是造成焊料层疲劳老化的主要因素,是衡量焊料层老化进程的唯一标准。
因此,以焊料层的蠕变应变为基础预测焊料层的疲劳寿命。
此种模型将循环负载视为蠕变的一种方式。
文献[40-45]提出了以累积蠕变应变能和累积蠕变应变能密度为参量的焊料层疲劳预测模型。
断裂理论的寿命模型。
此模型将断裂力学理论纳入到寿命预测中,通过计算微裂纹的发展速率对疲劳寿命进行预测。
根据断裂力学的相关理论,可将焊料层老化失效分为裂纹的萌生阶段和裂纹的扩展阶段。
目前主要有J积分的寿命预测模型等。
该类模型在主要应用于功率器件焊料层的塑性直接断裂的预测中。
累积能量的寿命模型。
该模型以疲劳能量积累理论为基础,主要考虑应变迟滞于应的现象,以应变产生能量对功率器件的疲劳老化进行表达。
在功率器件持续的循环过程中,每一循环过程中产生的能量不断累积,导致功率器件的材料失效。
Morrow提出一种以应变产生的能量为参数的预测模型,可以对器件内部产生的损伤进行分析。
综上所述,相比于寿命预测的物理模型,解析模型IGBT模块寿命预测中得到了广泛应用,但是其对外部加载条件对功率模块疲劳寿命的影响考虑较少,并且也未关注模块内部焊料层的老化对器件工作的最高结温、疲劳寿命的预测的某些影响。
因此,本文以上述的疲劳寿命的预测模型为基础,探究功率器件运行的环境条件以及器件的能量分布对其疲劳老化的影响,为衡量器件长期运行可靠性的问题提供理论参考。
鲁光祝2 寿命预测物理模型。
物理模型完全基于功率模块内部疲劳老化和应力变形的物理机理,需要清楚地知道器件内部物理结构、材料物理性能、力学性能等,尤其是模型中参数值的获取过程更是复杂,并且器件内部应力和应变的直接测量需要特殊测量方法和设备,如红外显微镜等[37]。
根据不同的力学参量,寿命预测模型可分为四类[25-26,38-39]。
基于塑性应变寿命模型主要着重于与时间无关的塑性效应,该模型描述了损坏循环次数与每一循环焊接材料塑性应变大小之间的经验关系。
比较有代表性的有Coffin-Manson疲劳模型和Soloman疲劳模型[25-26]。
基于蠕变应变寿命模型考虑了与时间相关的蠕变效应。
蠕变形变机理非常复杂,比较有代表性的有Syed模型和Kencht-Fox模型[25-26,38],但因其忽略了塑性应变,故不能够预测所有产品的寿命。
基于断裂参量的预测模型[25-26,38]。
该模型以断裂力学为基础,计算疲劳裂纹的扩展,累积其过程所造成的破坏效应。
国外已经做了不少研究,该模型已经在表征工程材料的弹塑性断裂和疲劳中得到了成功的应用。
基于能量的预测模型考虑了应力与应变的迟滞效应,常用有限元方法计算循环的应变能,也可用实验方法测量[38]。
文献[39]应用基于能量的方法对功率模块可靠性和寿命预测进行了研究,在器件运行过程中,其形变能量在不断积累,当形变能达到标准值ΔW tot时,认为该器件失效。
综上所述,与寿命预测物理模型相比,解析模型已广泛应用于IGBT模块寿命预测研究中,但对功率模块各种外部加载条件对寿命影响的研究鲜有报道,并且在通常的寿命预测研究中,并未考虑其内部焊接层疲劳老化对结温和寿命预测的影响,因此,本文拟通过现有寿命预测模型研究功率模块外部运行条件和内部状态对寿命的影响程度,为功率模块的可靠性评估提供依据。
键合线主要是剪切应力,焊料层主要是蠕变疲劳导致的老化。
如SnAgCu系焊料,在低应力水平时有较高的蠕变抗力,在高应力水平时的应变抗力则较低。
另外,目前的寿命试验大多是通过加速试验进行的,而加速因子受加速试验条件和焊料合金系的影响,加速试验的结果还有待于实际封装结构在真实条件下服役的验证杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量。
当一条长度为L、截面积为S的金属丝在力F作用下伸长ΔL时,F/S叫应力,其物理意义是金属丝单位截面积所受到的力;ΔL/L叫应变,其物理意义是金属丝单位长度所对应的伸长量。
应力与应变的比叫弹性模量。
ΔL是微小变化量。
杨氏模量(Young's modulus),又称拉伸模量(tensile modulus)是弹性模量(elastic modulus or modulus of elasticity)中最常见的一种。
杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。
1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(ThomasYoung,1773-1829)所得到的结果而命名。
根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。
杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。
考虑到焊点失效的时间关联度,大致可分为三个不同的时期初期失效阶段,主要是焊点固有质量缺陷或工艺操作不当或装卸造成的焊点大量失效随机失效阶段,该阶段焊点对环境应力的适应性如何,需通过试验对焊点进行分析、评价,验证焊接的可靠性耗尽失效阶段,其失效主要是包括化学的、冶金的、热一力学行为等因素的累积效应造成的,如焊锡与被焊基板间长期的金属互扩散反应或应力应变累积造成焊点失效。
引起焊点失效的最主要因素就是裂纹,裂纹一般产生在焊料和焊盘的界面处,产生的原因主要由不同材料之间的热膨胀系数失配和界面金属间化合物等问题引起。
因此,电子工业界在评估焊点可靠性时,一般采用功率循环、温度循环和机械循环等三种加速疲劳测试方法加电功率循环诱发焊点疲劳,是一种最接近实际使用条件的试验方法,但试验时间长,无法在较短的时间内获得合理的试验结果。
温度循环试验,适用于热膨胀系数失配较大的体系,如在一上组装陶瓷器件等。
工业界除使用温度循环(单室)试验外,还使用温度冲击(双室)试验,它也是一种加速热疲劳方法。
温度循环试验和实际情况下电子产品的工作环境类似,可以在较短的时间内获得和实际使用过程中出现的类似失效模式。
目前,温度循环试验是焊点可靠性评估中最为常用的加速试验手段。
机械循环疲劳试验,是一种高度加速的试验方法。
和温度循环试验相比,机械循环疲劳试验更侧重于研究材料本征属性,而非器件或产品的可靠性。
至今,电子封装中焊点的机械循环疲劳试验,尚未建立和温度循环测试标准类似的实验规范。
这些微幅损伤主要由循环加载过程中的塑性变形和螺变变形引起,在材料内部以微裂纹和微孔洞的形式随机分布出现。
在焊点的可靠性研究中,普遍认为焊点的失效机理是在外力或环境温度作用下引起焊点的热疲劳和蠕变的交互作用,使焊点产生应力应变集中区域,并由此产生裂纹的萌生和扩展,最后导致焊点的完全开裂,使整个器件失效。
疲劳是金属材料在交变应力的多次作用下发生损伤或破坏的现象。
而热疲劳是材料在交变温度多次的作用下引起损伤或破坏的现象。
疲劳破坏与一般的静拉伸破坏不同,在静拉伸时呈塑性的材料在疲劳破坏时可以没有明显的塑性变形。
疲劳破坏是一种突然的破坏,危害很大,往往造成重大事故。
早在19世纪30年代,Duhamel TMC研究了物体在不均匀加热时的热应力,提出了计算方程,但研究很不完善。
直到20世纪50年代,Conffin LF和Manson SS作了进一步的工作,指出热疲劳寿命主要取决于非弹性应变范围,并提出了预测疲劳寿命的Coffin-Manson公式,为热疲劳研究奠定了基础。
从此,热疲劳研究由不确定状态发展成定性理解决定性因素的程度,并进一步从定性研究进入了定量研究。
目前定量研究热疲劳寿命的方法主要有:应变范围热疲劳寿命法;应变范围划分法;等效温度法;温度幅热循环次数法;平均最大温度热循环次数法。
在相同载荷作用下,加载频率对爆料的响应影响不大;而温度的影响较大,应力幅、应变幅均随着温度的升高而升高。
(无铅焊料SnAgCu疲劳损伤的研究与数值模拟张帅)P58在振动过程中,焊点应力与的变形密切相关,许多研究者认为,焊点应力可以用图和图给出的机理模型来解释。
由于PCB与芯片弯曲刚度的差异,PCB的这种弯曲变形引起焊点中产生剥离应力。
当PCB向下弯曲时,如图所示,焊点中产生拉应力,而且两侧焊点中的拉应力较大;当向上弯曲时,相应的焊点受到压应力,如图所示。
在振动过程中,上下反复弯曲造成焊点中拉压交变应力。
V on mises是一种等效应力,它用应力等值线来表示模型内部的应力分布情况,它可以清晰描述出一种结果在整个模型中的变化,从而使分析人员可以快速的确定模型中的最危险区域。
是一种等效应力,它用应力等值线来表示模型内部的应力分布情况,它可以清晰描述出一种结果在整个模型中的变化,从而使分析人员可以快速的确定模型中的最危险区域。