1.3.10 电子产品的协同仿真
电子产品通常是由机械、热、电、磁等不同物理性能要求共同组成的。因此要完整、准确理解产品行为，除了侧重于各单个领域的仿真外，还必须将各领域进行协同仿真。例如，在开发一种由电源、信号端子构成的汽车连接器（见图1-54）过程中，由于端子的数目多，在进行机械设计时，不仅要考虑每种端子的正向力、插拔力结构设计（见图1-55）；还要进行所有端子整体插拔时的操控机构设计（见图1-56），对产品装配过程中有相对运动的零部件、机构件进行力学分析（滑轨滑动阻力、旋杆旋转力、齿轮等应力应变分析）；并对各零部件之间的连接卡扣进行强度分析。除机械结构设计外，同时还要进行多工况下的电热性能、密封防水性能、抗振性能设计。这种连接器安装在汽车发动机内，环境温度高，满负载对连接器的热性能要求尤其苛刻。
图1-54 连接器结构简图
图1-55 中型端子的插拔力、接触力分析
进行操作机构设计及力学性能分析。首先将操作机构建模成由一系列的刚体（可以包含柔性体）通过对相互之间的运动进行约束的关节连接而成的机构，用多体动力学仿真技术（MBD）对机构进行运动分析（见图1-56～图1-59）。多体动力学仿真由于其建模的高精度已被广泛应用于汽车、航天飞行器、机器人等机械设计中，近年来电子连接装置的高度集成化，MBD的应用更是必不可少。
图1-56 MBD机构运动分析时零件运动设置
图1-57 齿轮齿条间摩擦接触
图1-58 旋杆和轴之间的转动副
在机构运动分析获得各零部件受力（见图1-59）的基础上，将结果导入结构分析模块（Struc-ture），对运动机构的关键构件（旋杆和齿条等）进行结构强度分析（见图1-60），以及插拔过程中接触力分析（见图1-61、图1-62）。
图1-59 公端与导轨间的接触力
图1-60 结构强度分析
图1-61 导轨卡扣分析
图1-62 插入过程中导轨卡扣接触力及变化曲线
图1-63、图1-64为连接器加载额定电流时的电—热分析模型及温度（热）分布。
图1-63 电—热分析模型
图1-64 大端94pin加载电流温升云图
图1-65～图1-67为连接器密封垫装配后的变形及应力云图。
图1-65 整体变形
图1-66 四周变形
图1-67 应力
采用多体动力学、结构、电热等多物理场仿真，验证、评估在各种工况下连接器的操作性、安全性等。为了使仿真具有较高的置信度，汽车连接器的分析模型包含了上百个零部件，具有较高的精度，使开发人员不像以往那样仅仅利用简化的模型进行分析，从而保证设计准确，并更好地进行优化。可在短时间内完成设计分析，极大缩短了产品的开发周期。