正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法具有完成試驗(yàn)要求所需的實(shí)驗(yàn)次數(shù)少、數(shù)據(jù)點(diǎn)分布均勻、可用相應(yīng)的極差分析方法等對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析等優(yōu)點(diǎn)。

　　本文為了縮小模擬的運(yùn)算規(guī)模， 分析散熱器各結(jié)構(gòu)尺寸變化對其溫度場的影響情況， 所以設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)對該參數(shù)化模型進(jìn)行多次熱分析。把影響最終溫度場分布的六個(gè)散熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)作為因素， 每個(gè)因素取5個(gè)水平(見表1)， 以散熱器質(zhì)量和芯片最高溫度為試驗(yàn)指標(biāo)， 選取正交表L25 ( 56 )。

　　綜合考慮LED燈芯的大小以及整個(gè)燈體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)， 以及對散熱器質(zhì)量及體積的要求限制， 取翅片個(gè)數(shù)A 為( 5- 17)片， 翅片高度B 為( 20- 60) mm，翅片厚度C ( 1- 3. 8)mm， 基板厚度D ( 1- 3)mm， 基板長度E 與寬度F 均為( 150- 250)mm。具體五個(gè)水平取值如下表1所示。

　　表1 正交試驗(yàn)的參數(shù)表

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　　1. 4 試驗(yàn)結(jié)果分析

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析如表2所示。

　　表2 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。

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　　從表2可以看出， 翅片數(shù)目對芯片結(jié)溫的影響最大， 翅片高度次之， 以后依次為基板長度、基板厚度、翅片厚度及基板寬度。即A > B > E > D > C > F。

　　翅片厚度對散熱器質(zhì)量影響最大， 翅片高度次之， 以后依次為翅片的數(shù)目、基板長度、基板寬度、基板厚度。即C > B > A > E > F > D。

　　根據(jù)分析結(jié)果繪制各個(gè)因素不同水平對溫度目標(biāo)的影響圖， 如圖4示。

　　根據(jù)質(zhì)量公式可知， 各個(gè)參數(shù)在其他參數(shù)不變的情況下， 參數(shù)取值與質(zhì)量結(jié)果成正比關(guān)系， 取值越大， 質(zhì)量越大， 所以不再繪制曲線圖。

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　　圖4 六個(gè)因素不同水平對芯片最高溫度的影響

　　由極差分析結(jié)果可以得知不同的因素對兩個(gè)目標(biāo)的影響是不同的， 同一因素對于兩個(gè)目標(biāo)影響也不同。因此對于不同因素?cái)?shù)值的選取應(yīng)本著芯片最高溫度保持最低為主要目標(biāo)， 散熱器質(zhì)量最小為次要目標(biāo)的原則進(jìn)行。例如翅片厚度對芯片最高溫度影響排在了第六位， 對質(zhì)量的影響卻是最大的。因此可以選擇較小的翅片厚度， 在盡量不升高溫度的同時(shí)， 使質(zhì)量降低。