该文对电子束物理气相沉积过程膜-基底系统温度场、热应力场虚拟分析技术进行了探讨,讨论了利用单元生死功能模拟几何构型演化问题的分析方法及其在物理气相沉积技术中膜—基底系统热/力耦合问题分析中的应用,用ANSYS的APDL语言编制了实用的膜-基底系统温度场、应力场分析程序,并且计算了金属/陶瓷微层板沉积过程温度场、应力场的动态变化,得出了具有一定参考价值的结果.首先,综述了电子束物理气相沉积工艺中膜-基底系统温度场、应力场分析的研究进展;提出了膜-基底系统热/力耦合问题有限元分析的简化模型,论述了用间接法分别计算温度场、应力场在该类问题分析中的有效性;介绍了该文在热分析中采用的换热边界条件的简化模型及材料相变潜热的处理方法;接着研究了生死单元功能在膜-基底系统热/力耦合分析中的应用及在ANSYS上的实现,采用轴对称有限元模型,用间接法分别计算了沉积过程膜-基底系统温度场、热应力场的动态变化过程.温度场计算结果表明,在沉积过程中,当沉积材料改变时,膜-基底系统的温度场变化很剧烈,但是温度分布趋势保持不变,温度始终为从沉积膜层表面到基底侧成一定梯度渐次降低;热应力的计算结果表明,沉积过程热应力场的变化也非常大,并且在模型的端部附近不同材料的层界面处出现了比较严重的应力集中,是膜层-基底系统容易失效的区域,即所谓的端部效应,与前人研究结果吻合.该文的特点在于对电子束物理气相沉积工艺膜-基底系统的热/力耦合问题的有限元分析模型进行了合理的简化,考虑了材料的非线性行为,包括温度非线性和弹塑性,考虑到沉积过程求解过程几何构型演化,得到了沉积过程温度场、热应力场的动态结果,这有区别于对这类问题的传统的分析方法,即论文中所说的直接温度载荷法.