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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    电子设备中的应用

    发布时间:2013-12-17

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    • 电子设备为人们提供了舒适、安全、方便的生活条件,丰富了人们的娱乐生活,其中许多设备在应用时难免要处在强烈的振动或冲击环境下,这种环境能显著地降低设备性能甚至引起严重损坏。而3C产品在运输、装卸及使用过程中,结构可能发生破坏,有近80%的电子机构产品损坏来自于高速撞击。研发人员往往耗费大量的时间与成本针对产品做相关的品质验证,最常见的结构试验就是跌落和冲击试验。为了在激烈的竞争中赢得市场,电子产品制造商期望在最短的时间内以最好质量把产品投放市场。

      因此,电子产品的抗跌落性能越来越受到制造商的重视。为了提高电子产品的抗冲击性能,传统的方法是做实物试验,是一个“设计-样机-测试-再设计”的过程。这个过程耗费了大量的人力、物力和时间,且此方法还受到产品尺寸的限制,有时可能因产品尺寸的关系而不能再关键部位布置传感器,以致无法进行试验。利用有限元软件对电子产品进行仿真则可以弥补以上的不足,有限元仿真可以在产品样机出来之前就对产品进行仿真分析,对产品抗跌落性能有预先的了解,从而完善产品设计,缩短产品的研发周期,节省研发费用,增强市场竞争力。

      由于ansa是目前业界建模能力最强最快的前处理软件之一, abaqus是业界主流的非线性求解器,对于电子产品跌落这类非线性显式问题,有限元在线采用ansa建模+ abaqus为求解器来应对。

      手机跌落测试是手机产品测试中的一个重要环节,国内外相关规范标准中规定了手机跌落测试的各项环境条件和操作规范。手机跌落瞬间是结构在很短时间内在巨大冲击载荷作用下的复杂动态冲击过程,对手机跌落进行数值模拟,研究跌落冲击载荷下结构响应规律。下图为手机跌落触地瞬间应力集中情况:

      对于台式电脑、笔记本、服务器、电信产品等,跌落是最重要的门槛测试,也是各级市场准入的关键性能。

      下图为台式机跌落分析应力云图:

       

      由于其尺寸小重量轻的特点,便携式、手提式的电子产品越来越被普遍应用。这些产品有时不可避免地经受跌落带来的撞击载荷。在设计过程中,如果从理论和试验上都可以对这个加载情况加以说明解释,就能发展更加耐用的产品。能够模拟落地载荷情况下的可靠性,可以减小对试验测试的依赖性。

      下例为无线鼠标撞击后瞬间的等效应力等值线云图,在撞击区域和支持电路板凸起的底部有应力集中。在这些区域中的应力可采用子模型技术进行更详细的分析,利用子模型技术,整个模型得到的结果可以用来驱动某个区域中更小的、更详细的模型。如果部件有相对运动,力或者力矩变得太大,典型的紧固件可能被损坏成碎片。在 Abaqus/Explicit 中,可以对可能会出现损坏的部件进行定义,或者对所有部件进行定义。同时也可以部件相对运动产生破坏的准则进行选择。

       

              

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