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Métaheuristique pour l’optimisation fiabiliste des joints de brasure d’une carte électronique

Metaheuristic for the RBDO of the brasure’s joints of an electronic board


Hamid Hamdani
INSA Rouen
France

Abdelkhalak El Hami
INSA Rouen
France

Bouchaïb Radi
Université Hassan Premier
Maroc



Publié le 16 mai 2018   DOI : 10.21494/ISTE.OP.2018.0258

Résumé

Abstract

Mots-clés

Keywords

Dans la majorité des systèmes mécatroniques, la fatigue thermique des joints de brasure est un mécanisme entraînant une rupture de ces derniers, ce genre de défaillance est la principale cause à laquelle la durée de vie des systèmes mécatroniques embarqués, est souvent liée. Cet article présente une simulation éléments finis du comportement mécanique des joints de brasure dans une carte électronique ainsi que l’application de la méthode d’optimisation CMAES pour l’augmentation de la fiabilité des joints. Cette méthode est sans contestation, la meilleure méthode évolutionnaire pour l’optimisation paramétrique continue. Elle a en particulier été grand vainqueur sur les méthodes stochastiques (autres ES, mais aussi PSO, Differential Evolution, et autres EDAs) [8]. Un modèle de simulation par éléments finis est développé, ce modèle a l’intention d’analyser la séquence des événements de panne dans les systèmes mécatroniques, et estimer le nombre de cycle de vie en fatigue en modélisant le joints de brasure le plus sollicité, puis la méthode d’optimisation CMAES, est éxécutée pour surmonter l’inconvénient de compléxité géométrique (difficulté d’application des méthode à gradient) des composants mécatroniques. Les résultats de la simulation numérique montrent une bonne augmentation du nombre des cycles de vie en fatigue des systèmes mécatroniques.

In the majority of mechatronic devices, thermal fatigue of solder joints is a mechanism causing failure of the solder joints. This type of failure is the main cause that the lifetime of embedded mechatronics systems is often related. This paper presents a finite element simulation of themechanical behavior of solder joints in an electronic board as well as the application of the CMAES optimization method to increase the reliability of joints. This method is the best evolutionary method for continuous parametric optimization. In particular, she was the winner of the stochastic methods (other ES, but also PSO, Differential Evolution, and other EDAs)[8]. A model of finite element simulation is developed, this model intends to analyze the sequence of failure events in mechatronic devices. In this article, this numerical model is used to estimate the number of fatigue life cycles by modeling the most stressed solder joints, and then the proposed CMAES optimization method is performed to overcome the disadvantage of geometric complexity (difficulty application of gradient methods) of mechatronic components. Numerical results show the increasing of the fatigue life cycle of mechatronic devices.

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