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为解决平面微小结构设计问题中的可变边界条件、多物理场耦合效应等解析难题，利用平面微小结构连续性单元同桁架单元应变能相等的机理，提出了基于元胞自动机的热力耦合解析方法．以发光二极管（LED）基板热力耦合现象为研究对象，通过LED基板温度、位移及热应力耦合的数值结果与有限元解析结果的比较，证明了方法的有效性．适用于平面微小结构的热力耦合规则的提出，为复杂多物理场条件下的微结构工程设计提供了一个具有灵活性的性能解析途径．