手机跌落仿真试验本科毕业设计

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基于ansys的触屏手机跌落优化设计

基于ansys的触屏手机跌落优化设计

基于ANSYS的手机产品仿真跌落分析摘要:随着手机电子产品的普及,这些产品在运输和使用过程中频频发生结构上的损坏,其中大部分的损坏是跌落和冲击造成的。

手机等电子产品的抗挤压、抗跌落、抗冲击性能是设计人员必须考虑的设计因素,在以前这些性能主要是通过实体的挤压与跌落实验进行分析。

但是这类实验存在作用时间短、不易控制、实验费用较高等弊端,更重要的是实体实验必须在产品制造出来以后才能进行,对于设计指导意义不大。

实物产品的跌落实验方法已经很难满足产品快速开发的要求,而计算机仿真却能够很好地解决这类问题。

本课题主要是以Pro/E、ANSYS为工具,对手机挤压与跌落进行仿真分析。

得到手机不同部位挤压与不同跌落方式的变形图和应力图,从而为改进设计提供参考,为运输采用的包装措施提供指导。

关键字:有限元分析;手机建模;跌落仿真;ANSYSAnalysis of Drop-impact Simulation of Phone Based on ANSYSAbstract: A long with the popularization of the cellphone and electronical products, the structure of the refrigerator is frequently damaged in the process ofusing and transporting, and most of the damage is brought from the dropand impact. Our designers should take more factors into consideration whenthey promote their new products,such as, anti-extrusion,anti-impact.A fewyears ago,we often adopt the thinking about the experiment of practricalmaterial ,which may lead to many problems,for instant, expensive cost ofpractical experiment and wasting too much time, however the practicalexperiment sometimes can’t show the fail mechanism of the fridgecompletely.Consequently,it really takes less for our experiments.so it’s verynecessary to utilize the FEA(Finite Element Analysis )software ANSYS toanalyze and investigate the drop simulation of the phone.This issue focuson the deformation diagram and stress diagram while the cellphoneexperience different manners of dropping and extrusion.Through thoseresults of analysis,we can optimal our design and make it more accessibleto our customers,on the meanwhile,it also can offer some ideas aboutpackage and transportation of products.Keywords: Finite Element Analysis; notebook model; drop simulation;ANSYS1 引言1.1课题的研究背景随着现代科技水平的不断进步,对传统制造业工程提出了进一步的发展,要求在短时间对产品性能的可行性和可靠性得出准确的分析。

现代智能手机的跌落仿真与耐撞性解析

现代智能手机的跌落仿真与耐撞性解析

现代智能手机的跌落仿真与耐撞性解析发布时间:2023-02-03T01:41:07.858Z 来源:《科学与技术》2022年第18期作者:陈志锋[导读] 随着智能手机产品的广泛普及,社会各界对智能手机产品各项功能提出更高要求。

陈志锋维沃移动通信有限公司广东东莞 523000 [摘要]随着智能手机产品的广泛普及,社会各界对智能手机产品各项功能提出更高要求。

为了设计生产出最具耐撞性的智能手机,往往在设计和制造过程当中,均需对手机产品开展跌落仿真相关测试分析工作,以便于提出耐撞性的最优提升方案。

鉴于此,本文主要对现代智能手机跌落过程开展仿真分析,并提出有效提升耐撞性的相应实施方案,旨在为这方面的业内研究人士提供有价值的参考意见。

[关键词]智能手机;现代智能;跌落;仿真分析;耐撞性;前言:智能手机设计和制造过程当中,跌落仿真分析属于重点内容,直接关系着后期产品使用性能能否满足实际需求。

因而,对智能手机跌落仿真开展综合分析,并提出最具有效性的智能手机耐撞性优化实施方案,对于全面提升智能手机的耐撞性能及总体质量而言,有着一定的现实意义和价值。

1、关于智能手机跌落仿真总体构思阐述在充分考虑产品结构的耐撞要求的前提下,结合智能手机产品超薄大屏幕一体式的结构特点,在手机产品整个建模过程中,合理简化,并创建全新的有限元基础模型,应用至手机产品跌落的仿真分析当中。

基于仿真数据开展综合分析,针对手机各部件的尺寸、材料等因子进行方案对比,根据对比结果,提出提升智能手机总体耐撞性的优化设计方案和建议。

2、手机产品跌落仿真及其耐撞性2.1网格划分网格划分,是有限元仿真分析的重要基础,直接影响着有限元总体计算精准性及效率。

对于智能手机整机壳体,因为其几何复杂,因此对其进行四面体类型单元的划分,网格基本单元及最小单元尺寸分别为0.8mm和0.1mm;对智能手机内部触摸屏幕及显示屏幕的玻璃、PCB板、电池等,通过几何简化处理后,对它们都进行六面体类型单元划分,其网格基本单元尺寸为0.8mm[1];对智能手机塑胶壳体以及模内的五金嵌件、显示屏幕支架进行几何简化处理之后,抽取中面,用壳单元进行划分,网格基本单元尺寸为0.8mm。

手机摄像模组跌落仿真与优化

手机摄像模组跌落仿真与优化

Vol. 28 No. 2Jun.201928 22019 6计算机辅助工程ComputeeAided Engineeeing文章编号:1006 - 0871(2019)02-0068-06DOI : 10. 13340/j. cae. 2019. 02. 014手机摄像模组跌落仿真与优化王明珠,王忠伟,李凤云,蒋恒(宁波舜宇光电信息有限公司研发中心,宁波315400)摘要:为有效解决智能手机摄像模组滤光片在跌落过程中的脆性开裂问题,开展手机跌落过程的有限元仿真,并对仿真结果进行试验验证。

手机正面跌落时,滤光片受力最大,其失效主要是由摄 像模组内部镜头撞击镜座导致的-保证手机摄像模组中镜头与镜座之间的距离大于马达载体与马 达基体之间的距离,可以有效防止滤光片的失效。

研究滤光片热固胶的弹性模量、胶宽和胶厚对滤 光片应力的影响,结果表明:改变滤光片热固胶的弹性模量对滤光片的脱落影响较大;滤光片应力随滤光片热固胶胶宽的增加先增大后减小,随滤光片热固胶胶厚的增加而减小。

仿真结果可为滤 光片热固胶的用法与用量提供指导-关键词:手机;摄像模组;跌落;撞击;滤光片;失效;热固胶;可靠性中图分类号:TB851文献标志码:BDrop simulation and optimization onmobile phone camera moduleWANG Mingzhu ,WANG Zhonywci ,LI Fenyyun ,JIANG Heny(Research and Development Center # Ningbo Sunny Opotech Co. , Ltd. , Ningbo 315400, China )Abstract : To effectively solve the b/ttla cracking problem of mobile phone camera module filter in the deoppingpeoee s , thetiniteeeementsimueation otmobieephonedeoppingpeoee s isea e ied out.The simulation results are ve/Ped by test. The force of the filter is the maximum when the mobile phone Oce bumps on the ground • The failuo is mainly caused by the impact of the lens insiPa the camera module on the lens base. Ef it is ensured that the distance between lens and lens base in mobile phone cameramodule is laryer than that between motor cairmr and motor base , the failure of the filter can be effectively prevented. The effects of elastic modulus , width and thickness of filter theoiosetting adhesive on the stress of filter are studied. The results show that changing the elastic modulus of filter theoiosetUngadhesivehasageeatinteueneeon thesheddingotthetietee.Thetieteestee s ineeeasestiestand then decreases with the increase of filter theoiosetting adhesive width , and decreases with the increase of filtertheemose t ingadhesivethiekne s .Thesimueation eesuetsean peovideguidaneeoetheusageand dosageoQ tieteetheemose t ingadhesive.Key wo —S : mobile phone ; camera module ; dop ; impact ; filter ; failure ; theoiosetting adhesive ; reliability收稿日期:2019-01-24 修回日期:2019-03-01作者简介:王明珠(1978—),女,湖北武汉人,硕士,研究方向为光学技术,(E-mail ) wanymz@sunnyopUcat. com 通信作者:李凤云(1991 —),女,安徽阜阳人,硕士,研究方向为冲击动力学,(E-mail) gdVy@unnyoptical. com2王明珠,等:手机摄像模组跌落仿真与优化690引言电子产品受到跌,因动态载作用,极产态。

手机测试标准0022-10厘米微跌实验10CM Mini-drop Endurance Test TS-P–R-0022

手机测试标准0022-10厘米微跌实验10CM Mini-drop Endurance Test TS-P–R-0022

Handset
Clearance 2 to 5 mm
The equipment consists of (see photo and diagram) :
• a double-acting pneumatic handling pliers, • this pliers is fitted to a vertical double-acting jack in order to lift the handset to the desired height for the drop, • 2 U guides restricting the lateral and longitudinal play of the handset after it bounces, • 2 single-action jacks equiped with a pushing plate to re-centre the handset along the longitudinal axis,
Date 日期
2006-8-1
Version 版本
1.0New CreationComments 备注
Written by 拟定
Verified by 审核
Approved by 批准
Function 职位
Quality Inspection Dept. Quality Technician 质检部质量技术员
• grasping of the handset by gripping its front and back with the pneumatic pliers, • lifting of the handset, • release of the handset, • closure of the pliers immediately after release to prevent the handset from turning over, • re-centre the handset along the longitudinal axis 进行左、右面跌落时,控制气缸和钳子的顺序使得可以执行以下循环(防翻转的盖子不用装):

手机跌落撞击过程的仿真和实验分析

手机跌落撞击过程的仿真和实验分析

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要在物流运输过程或用户在使用便携式电子产品时,操作不当使其受到冲击及跌落,从而引发的损害是电子设备发生失效时比较突出的原因之一。

电子产品一旦发生跌落撞击,就会受到较大冲击,这种碰撞动态载荷作用会使得电子产品发生非线性动态反应,该反应过程复杂多变,并且时间短促。

另外,电子产品的跌落过程中所产生的几何、材料、接触界面等复杂的非线性问题,所以非线性动态响应是一个极不简单的过程。

所以,本文为解决这种问题,就引进了一种较为有效的方式即有限元。

针对电子产品,我国在其环境试验[1]方面有规定,自由跌落就是其中之一。

在本论文中,采用有限元技术仿真手机在自由跌落环境下的响应, 该实验过程介于手机模型设计和实物样机制造之间,在此过程中,通过仿真发现手机的缺陷,有利于进一步地改善设计,减少损失。

在手机模拟实验中运用Pro/E软件建立了手机模型,之后把它导入有限元软件HYPERMESH,然后通过ABAQUS 软件对手机自由跌落过程进行仿真计算分析,各种跌落动态性特征都能够显示出来,并能较为清楚地了解手机在跌落时发生的碰撞和发生的各种变化,比如外部的变形、内部的损伤等,并能显示手机跌落的响应性。

所得的各种数据就是模型修改的参照,基于不断的修改,手机结构得以优化,最终制造出有效合理的产品。

模拟实验中,重点在于有限元模型的前期研究,尤其是选择单元类型、划分网格等。

有限元仿真模型的建立,有利于全面性地分析手机的跌落情况,并且可以较早地了解手机的结构响应情况,以设计出更合理的产品。

有限元仿真模型还可以对其力学性能进行检测,便于优化设计并且作进一步验证,在此过程中找到设计上的不足,从而做出较为合理的样机,能够加速产品研发,缩短产品投放市场的时间,获得利润。

关键词:跌落试验;有限元;HYPERWORKS;手机;模拟仿真哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractIn logistics transportation process or when the users use portable electronic products, improper operation will make it impact and fell, causing the damage is one of the highest reasons of failure of electronic equipment. Electronic products in the event of falling down, will be a larger impact, the impact dynamic load to make electronic products in nonlinear dynamic response, the reaction process is complicated, and shortness of time. In addition, the electronic products in the process of the fall produced nonlinear problems such as geometric, the material, and the contact interface, so the nonlinear dynamic response is not a very simple process. So, in order to solve this problem, this paper has introduced a more effective way of the finite element method. To electronic products, our country has rules in its environment experiment[1], the free drop is one of them. In this thesis, using the finite element method to simulate the response of free drop environment of mobile phone, the experiment process between mobile phone model design and physical prototype manufacturing, in the process, found defects through simulation is beneficial to design of further reform, reduce the loss. In the process of mobile phone simulation, 3D model of mobile phone is established by using Pro/E software, and then put it into finite element software HYPERMESH, and then simulate the process of free drop of mobile phone through the software ABAQUS, all kinds of dropping dynamic characteristic can be displayed, and can clearly understand the mobile phone in the fall of collision and the various changes, such as the deformation of the external, internal damage, etc., and can show fell responsiveness of mobile phone. The various data is reference for model change, based on the constant revision, the structure of mobile phone is optimized, eventually produce a reasonable effective products. During simulation experiment, we focus on the prophase research of finite element model, especially for selected element type, mesh, etc.The establishment of the finite element simulation model, conducive to a comprehensive analysis of drop situation of the mobile phone, and can be an earlier understanding of the structure response of the mobile phone to design a more reasonable product. Finite element simulation model also can be used to test the mechanical properties, for the optimization design and further verification, find the insufficiency of the design in the process in order to make the prototype more reasonable, this will accelerate the development of the product, shorten the time to market and make a profit. Keywords:drop test, FEM, HYPERWORKS, mobile phone, simulation哈尔滨工业大学工程硕士学位论文目录摘要 (I)ABSTRACT ............................................................................................................................ I I 第1章绪论 . (5)1.1手机电子通信行业概况 (5)1.1.1 市场趋势 (5)1.1.2 产品趋势 (6)1.2 本课题的来源、目的及意义 (7)1.2.1 课题的来源 (8)1.2.2 本课题研究的目的 (8)1.2.3 本课题研究的意义 (8)1.3 国内外手机仿真研究状况 (9)1.3.1 国内研究状况 (9)1.3.2 国外研究状况 (10)1.4 本课题研究的主要内容 (11)第2章手机自由跌落物理实验 (13)2.1 实验原则 (13)2.2 实验样品数量 (14)2.3实验设备 (14)2.3.1 高程跌落实验机 (14)2.3.2石板 (16)2.4实验操作方法 (16)2.4.1通用规则 (16)2.4.2跌落方法 (17)2.4.3检查标准 (19)2.5 结构设计改善前跌落实验结果分析 (20)2.6 本章小结 (22)第3章方案优化设计 (23)3.1结构设计改善前的方案 (23)3.1.13D模型介绍 (23)3.1.2LCD位置及结构介绍 (25)3.1.3结构设计改善前的方案仿真结果 (27)3.2 结构设计改善方案1 (29)哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3.3 结构设计改善方案2 (30)3.4结构设计改善方案3 (31)3.5 本章小结 (32)第4章有限元法及手机跌落仿真前处理 (33)4.1 有限元法 (33)4.2 碰撞算法 (35)4.3 仿真前处理 (36)4.3.1网格划分 (36)4.3.2沙漏控制 (41)4.3.3 材料属性 (42)4.3.4 连接关系的设定 (44)4.3.5 边界设定 (45)4.4 本章小结 (48)第5章手机跌落模拟结果及分析 (49)5.1 结构设计改善方案仿真结果 (49)5.1.1改善方案1仿真结果分析 (49)5.1.2 改善方案2仿真结果分析 (51)5.1.3 改善方案3仿真结果分析 (52)5.2结构设计改善后物理实验结果 (53)5.2.1LCD样品的静压实验 (53)5.2.2整机物理跌落实验 (55)5.3 手机跌落的数值模拟结果与试验结果的比较分析 (56)5.4 本章小结 (57)结论 (58)参考文献 (59)哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用授权 (62)致谢 (63)个人简介 (64)哈尔滨工业大学工程硕士学位论文第1章绪论消费性电子产品在物流环节,极其容易发生跌落碰撞等造成的损坏,比如手机产品、电视、打印机、电脑等。

跌落测试报告

跌落测试报告

跌落测试报告随着科技的不断进步,人们对于产品的需求也越来越高。

然而,对于很多电子产品来说,从生产到销售,经过的环节非常复杂,而在这些环节中,产品的易损性和安全性也成为了消费者关注的焦点。

在这样的背景下,跌落测试也成为了一个非常重要的标准。

而本文就是基于跌落测试所进行的实验研究。

1、实验设备本次实验的设备是一台智能手机。

在实验开始之前,我们检查了手机的运行状态、屏幕、按键等部分,以保证手机是正常的状态。

2、实验方法在实验中,我们分别采取了单边、双边、各个角度和高度的跌落测试。

每一次测试都会记录手机跌落的状态,并对手机的外观、功能、性能等方面进行了检测。

3、实验结果在单边跌落测试中,手机在距离地面1.5米处跌落后,外观和屏幕未出现破损,但对话音量有所下降。

在距离地面2.0米处跌落后,手机出现了屏幕成坑,开启时会出现白边,但功能性并未受到影响。

在距离地面2.5米处跌落后,手机完全坏了,出现了屏幕碎裂、内部零件移位等严重问题。

在双边跌落测试中,手机在距离地面1.5米处跌落后,出现了屏幕成坑和开机白边的现象,但对话音量等功能并未受到影响。

在距离地面2.0米处跌落后,手机完全坏了,外观和内部零件均出现了损坏现象。

在不同角度和高度的跌落测试中,一些情况的表现相对较为复杂,出现了屏幕成坑、破裂等情况。

总的来说,不同的跌落情况对手机的影响程度会有所不同。

4、结论通过以上实验,我们可以得出以下结论:1. 智能手机在跌落时易受损,特别是在高度较高和双面跌落时,手机受损的情况会更加严重。

2. 进行跌落测试可以让消费者对于产品的易损性有一个更加客观的认识,同时也对于产品的质量有一个更加全面的评估。

3. 建议消费者在选择产品时,应该考虑产品是否具备一定的防摔性能,以保证产品在日常使用中的安全性和可靠性。

总的来说,跌落测试是一个非常重要的指标,它可以反映一个产品的质量和可靠性,同时也是对于消费者的一种保障。

因此,我们应该在选择产品时,多了解一些这方面的知识,并在实际使用中注意保护好产品。

基于跌落试验数值仿真的手机耐撞性设计

基于跌落试验数值仿真的手机耐撞性设计

基于跌落试验数值仿真的手机耐撞性设计
周鑫美;谢然
【期刊名称】《机电一体化》
【年(卷),期】2010()5
【摘要】跌落破坏是手机等电子产品的主要破坏形式之一,因此,其耐撞性设计是产品开发过程中不可或缺的内容。

实物试验通常费用昂贵且耗时很长,然而利用CAE 技术,却可以在物理样机制取之前便有效地发现其设计缺陷,从而大大缩短设计周期并节约设计成本。

结合某款翻盖手机,在LS-DYNA环境中,对其跌落试验进行了数值仿真分析,研究了碰撞力对该机外壳、屏幕和电路板等元器件的影响,预测了该机的设计缺陷,并提出了相应的优化方案。

【总页数】4页(P69-72)
【关键词】手机跌落试验;CAE仿真;优化
【作者】周鑫美;谢然
【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.53
【相关文献】
1.基于正交试验设计的薄壁结构耐撞性优化设计 [J], 路先锋;魏然
2.典型车身结构耐撞性设计及其数值仿真分析 [J], 周长英;王虎
3.现代智能手机的跌落仿真与耐撞性研究——基于一种新型有限元模型 [J], 刘效

4.地铁车辆底架薄壁梁吸能结构耐撞性试验与仿真研究 [J], 刘莉;高宁;许喆;高峰;张相宁;李佳霖;冯推银;于尧;高广军
5.基于网格的汽车耐撞性数值分析系统及其应用 [J], 翁依柳;金先龙
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手机跌落模拟仿真

手机跌落模拟仿真

基于HyperMesh/Ls-Dyna的手机跌落模拟仿真的解析作者:Simwe 来源:发布时间:2011-12-15 【收藏】【打印】复制连接【大中小】我来说两句:(0) 逛逛论坛1.1 HyperMesh/Ls-Dyna软件简要介绍当有限元方法应用于实际问题的分析时,方便、快捷地得到可靠的结果,无疑是共同的目标。

因此分析过程的有效性和结果的可靠性成为有限元方法的两大核心问题,其中涉及合理的有限元模型的建立,恰当的分析方案和计算方法的选择,以及对计算结果的正确解释和处理三个方面,这些在本文后面的内容中都有详述。

由于基于有限元的手机跌落模拟仿真分析是手机耐撞设计与改进的重要方法和手段,因此,如何保证仿真的精度和正确性以及提高仿真效率对于其工程应用至关重要。

一般说,仿真的精度与正确性与两个因素有关,第一个因素是有限元模型建立的精度,第二个因素是有限元仿真软件的核心计算算法。

仿真的效率也与两个因素有关,第一个因素是有限元模型网格精度的控制,第二个因素是仿真过程中适当的求解控制。

因此,下面将简要介绍一下本文项目进行模拟仿真求解时所选择模拟仿真软件的一些特点。

由于有限元技术的特点,使得有限元软件的前后处理软件成为一个相对独立而又十分重要的部分。

目前,在国际上被认可的前后处理软件包括Altair公司的HyperMesh、MSC公司的Patran、EDS公司的FEMAP、SamTech公司的Samce/Field、CAE-Beta公司的ANSA、CFDRC公司的CFD-GEOM和Ceetron公司的GLview Pro和CEI公司的EnSight等软件。

在一般情况下,相关的前后处理软件都与比较通用的CAD软件具有良好的接口,同时也可与众多的有限元求解软件相结合,以便于用户更快、更方便地解决一些问题。

HyperMesh是一款高效率的有限元前后处理软件,能够建立各种复杂模型的有限元和有限差分模型,与多种CAD和CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。

手机跌落仿真试验毕业论文

手机跌落仿真试验毕业论文

手机跌落仿真试验毕业论文目录引言 (1)1.1课题研究的意义 (1)1.2 国内外发展研究状况 (1)1.2.1 国内研究发展状况 (1)1.2.2 国外研究发展状况 (3)1.3 本文的研究内容 (4)1.4 本文采用的方法 (4)2跌落及软件介绍 (5)2.1 跌落相关 (5)2.1.1跌落试验的目的 (5)2.1.2跌落影响因素及选择 (5)2.1.3跌落试验原理及步骤 (5)2.2 有限元及其软件LS-DYNA介绍 (6)2.2.1有限元方法 (6)2.2.2 LS-DYNA发展概况 (7)2.3.2LS-DYNA分析能力 (7)2.4 本章小结 (7)3 手机跌落过程的仿真模拟 (9)3.1 手机结构及建立手机模型 (9)3.2手机模型参数设置 (12)3.2.1 指定单元类型 (12)3.2.2 创建实常数 (13)3.2.3 材料属性的定义 (13)3.3 网格划分、定义约束、施加载荷和其它设置 (15)3.3.1网格划分 (15)3.3.2定义约束 (16)3.3.3 跌落设置 (18)3.4 求解以及结果分析 (19)3.4.1 求解 (19)3.4.2不同高度跌落模拟对比 (23)3.5 本章小结 (24)4 结论与展望 (25)4.1结论 (25)4.2展望 (25)参考文献 (27)致谢 (29)引言1.1课题研究的意义在手机流通运输过程中,必然会受一些外部条件的影响,同时在消费者使用手机的过程中也可能会因为某些原因而发生跌落或者碰撞冲击,这些撞击会使手机的运动状态在极短时间内发生急剧的变化,从而可能导致手机的损坏。

对于易损,高精度的手机来说,在流通过程中如果没有合理的包装,就会出现很高的破损率,这对于生产厂家和个人消费者来说都是相当不愿意看到的,造成的经济损失不言而喻。

据统计,跌落冲击是各种冲击环境中最为强烈的,而由此引发的损害也是手机在运输,使用过程中的最主要失效形式。

手机触摸屏抗跌落仿真分析

手机触摸屏抗跌落仿真分析

手机触摸屏抗跌落仿真分析作者:韩克明孙志刚林墨洲来源:《计算机辅助工程》2013年第05期摘要:跌落试验是手机产品可靠性试验的一个重要测试项目,一般在产品开发后期进行.采用有限元仿真分析可以大大降低开发成本,缩短开发周期,提高产品开发速度.利用Abaqus 对处于开发阶段的手机触摸屏抗跌落性能进行数值仿真分析,研究跌落过程中触摸屏的受力情况,为造型设计师和结构工程师提供相应的设计参考.关键词:手机;触摸屏;跌落试验; Abaqus中图分类号: TN873.93; TB115.1文献标志码: B引言手机跌落是手机可靠性试验中最重要的试验之一.由跌落冲击引起的机械和功能损坏,目前成为手机最主要的破坏形式,包括屏裂、壳裂、手机内部FPC开裂和芯片脱焊开裂等.近年来,大屏幕触摸屏智能手机逐渐变成市场主流.随着手机屏幕的不断增大,触摸屏成为整机结构设计中重要的结构件之一.根据市场反馈的情况,触摸屏尺寸的增大引起的触摸屏玻璃破裂的比例大大增加.为有效减少产品开发时间和开发成本,将CAE仿真技术运用于手机结构设计,能对整机进行结构风险评估,及早发现可能存在的质量问题,有效缩短产品开发周期、节约成本.本文利用Abaqus/Explicit对不同设计方案的整机在自由跌落条件下进行有限元分析,验证跌落时整机触摸屏玻璃的可靠性,为设计提供参考.1有限元模型建立1.1手机网格划分网格划分是有限元分析的基础,网格质量的好坏直接影响有限元计算的效率和准确性.对整机壳体采用四面体单元仿真,基本单元尺寸0.8 mm,最小单元尺寸0.1 mm.对PCB板、触摸屏玻璃、显示屏玻璃和电池等采用六面体单元仿真,基本单元尺寸0.8 mm.对塑胶壳体模内五金嵌件和显示屏支架等进行几何处理后抽取中面,用壳单元进行仿真,基本单元尺寸0.8 mm.划分网格时需合理控制网格大小、数量和网格质量,以保证计算效率和准确度.1.2有限元模型前处理设置将手机常用的材料及其属性定义到Abaqus中,并对应赋给手机塑胶件、五金件、玻璃和主板等不同的零部件.根据将要进行的分析类型定义分析步骤.由于所进行的分析为整机冲击状态下的仿真分析,属于非线性动力性问题,故选择分析类型为Dynamic/Explicit,并定义冲击时间和质量缩放.在跌落过程中,手机中许多零件会相互碰撞接触,在Abaqus中采用General Contact定义模型的接触.除定义接触外,还需要定义约束,按照手机各零件之间的相互约束关系分别建立不同约束类型的约束对.可将手机跌落到地面的过程视为以一定初速度碰撞刚性体的过程,故在有限元模型的下方增加一个固定的刚性地表面,让模型以一定初始速度撞向刚性地表面.依据手机在实际跌落试验中的跌落条件为模型施加边界条件,将手机旋转一定角度,在跌落中以手机的一个棱角碰撞接触刚体面,见图1.赋予整机在跌落方向上的冲击加速度,模拟其在一定冲击时间内的冲击响应.在跌落过程中,触摸屏玻璃与壳体发生碰撞,考察发生碰撞冲击时触摸屏玻璃的受力情况.图 1整机跌落模型2有限元分析结果通过改变与触摸屏玻璃接触的壳体材质和厚度,仿真分析在跌落过程中整机触摸屏玻璃的受力情况.仿真中假定跌落高度为0.7 m,则触摸屏玻璃在跌落过程中的受力情况分别见表1和2.由表1可知,与不锈钢材料相比,塑胶材料壳体在跌落时产生更大变形,吸收更多能量,所以相对来说,触摸屏玻璃吸收的能量减少,且塑胶壳体的大变形使壳体与触摸屏玻璃的接触响应时间延长,因而塑胶壳体对触摸屏玻璃的冲击力最大值降低.触摸屏玻璃与铝合金壳体接触时,触摸屏在跌落中的受力情况则介于不锈钢与塑胶之间.从上述分析可知,在手机结构设计中,与触摸屏玻璃接触的壳体材质应尽量选取模量低的材料.图 2跌落过程中壳体的变形情况由表2可知,随着壳体厚度从0.53 mm增大到0.93 mm,触摸屏玻璃受到的冲击力最大值和最大应力值分别降低38.6%和40.4%,碰撞响应时间减少21.0%,触摸屏玻璃吸收的能量降低44.5%.在壳体加厚后,壳体在跌落时吸收更多能量,对TP玻璃的冲击力降低,因而TP玻璃所吸收的能量降低.参考触摸屏玻璃测试数据,当壳体厚度为0.53 mm,跌落高度为0.7 m,壳体材质为不锈钢时,整机跌落触摸屏破裂风险较大,而当壳体厚度为0.73和0.93 mm时,触摸屏破裂风险不大.从上述分析可知,在手机结构设计中,增加壳体厚度在一定程度上可以降低跌落时壳体对触摸屏玻璃的冲击,也可以降低触摸屏玻璃在跌角过程中所吸收的能量.3结束语通过有限元仿真模拟手机在自由跌落试验中的状态,分析在相应的跌落条件下触摸屏玻璃的可靠性,及时发现可能存在的设计风险,为设计提供参考依据.使用有限元软件进行优化设计,可以在开发阶段选择正确的优化方法,缩短产品设计的时间,降低开发成本.(编辑于杰)。

手机跌落仿真试验毕业论文

手机跌落仿真试验毕业论文

手机跌落仿真试验毕业论文目录引言 (1)1.1课题研究的意义 (1)1.2 国外发展研究状况 (1)1.2.1 国研究发展状况 (1)1.2.2 国外研究发展状况 (3)1.3 本文的研究容 (4)1.4 本文采用的方法 (4)2跌落及软件介绍 (4)2.1 跌落相关 (4)2.1.1跌落试验的目的 (4)2.1.2跌落影响因素及选择 (5)2.1.3跌落试验原理及步骤 (5)2.2 有限元及其软件LS-DYNA介绍 (6)2.2.1有限元方法 (6)2.2.2 LS-DYNA发展概况 (6)2.3.2LS-DYNA分析能力 (7)2.4 本章小结 (7)3 手机跌落过程的仿真模拟 (8)3.1 手机结构及建立手机模型 (8)3.2手机模型参数设置 (12)3.2.1 指定单元类型 (12)3.2.2 创建实常数 (13)3.2.3 材料属性的定义 (13)3.3 网格划分、定义约束、施加载荷和其它设置 (15)3.3.1网格划分 (15)3.3.2定义约束 (16)3.3.3 跌落设置 (18)3.4 求解以及结果分析 (20)3.4.1 求解 (20)3.4.2不同高度跌落模拟对比 (24)3.5 本章小结 (25)4 结论与展望 (25)4.1结论 (26)4.2展望 (26)参考文献 (27)致谢 (29)引言1.1课题研究的意义在手机流通运输过程中,必然会受一些外部条件的影响,同时在消费者使用手机的过程中也可能会因为某些原因而发生跌落或者碰撞冲击,这些撞击会使手机的运动状态在极短时间发生急剧的变化,从而可能导致手机的损坏。

对于易损,高精度的手机来说,在流通过程中如果没有合理的包装,就会出现很高的破损率,这对于生产厂家和个人消费者来说都是相当不愿意看到的,造成的经济损失不言而喻。

据统计,跌落冲击是各种冲击环境中最为强烈的,而由此引发的损害也是手机在运输,使用过程中的最主要失效形式。

为了便于装卸、运输和储存,也为了避免在产品受到冲击降低或丧失其使用价值,对产品受到冲击后的反应研究也就很有必要,以通过它对产品进行合理的包装,最大限度的保证产品的安全。

跌落实验报告模板范文

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跌落实验报告模板范文英文回答:Title: Report on Falling Experiment.Introduction:The purpose of this experiment was to investigate the effects of different heights on the time it takes for an object to fall to the ground. The experiment involved dropping objects from various heights and measuring the time it took for them to reach the ground. The data collected will be used to analyze the relationship between height and falling time.Procedure:1. Gathered materials: stopwatch, objects of different weights.2. Set up a safe and controlled environment for the experiment.3. Dropped each object from different heights (e.g., 1m, 2m, 3m, etc.).4. Used the stopwatch to measure the time it took for each object to fall to the ground.5. Recorded the data for further analysis.Results:The data collected from the experiment showed a clear relationship between the height from which an object is dropped and the time it takes to fall to the ground. As the height increased, the falling time also increased. This relationship can be explained by the laws of physics, specifically the acceleration due to gravity.Discussion:The results of this experiment support the hypothesis that the height from which an object is dropped affects the time it takes to fall to the ground. This is consistent with the principles of gravity and acceleration. The data collected can be used to calculate the acceleration due to gravity and further study the laws of physics.Conclusion:In conclusion, this experiment successfully demonstrated the relationship between height and falling time. The data collected provided evidence for the effects of gravity on falling objects. Further research can be conducted to explore other factors that may influence falling time, such as air resistance.中文回答:标题,跌落实验报告。

应用有限元方法进行手机结构碰撞仿真

应用有限元方法进行手机结构碰撞仿真

应用有限元技术进行手机结构碰撞仿真梁新华(1 上海交通大学机械学院 上海 200030)摘要:由于家用电器的碰撞方式中最常见的是跌落碰撞,所以应用LS-DYNA 的结构动力分析功能,分析了一手机结构从1.5m 高处跌落到地面时的结构响应。

演示了不同时间手机外壳的应力变化情况。

另外还提取了外壳上最大加速度所在位置的加速度和应力曲线,为结构优化提供依据。

关键词:跌落碰撞 有限元方法 瞬态响应Abstract: As the falling process of home instruments is the general crash condition, mobile phone is simulated by virtue of dynamic analysis capability of LS-DYNA in this paper. The transient dynamic responses of the outer shell falling from 1.5m high are analyzed and the stress distribution in different time is also shown. The obtained acceleration curves provide reference for the following structure optimization.Key words: Falling analysis CAE Transient response1前言在家用电器开发阶段利用计算机仿真方法进行结构耐撞性的分析可以有效地提高产品的可靠性,降低开发成本, 提高产品的市场竞争能力。

在近二十年,碰撞模拟技术发展非常迅速,由于有限元技术的应用使类似碰撞的结构分析更准确,更直观。

有限元模型可以建立局部结构的力学分析模型,它能真实地描述结构的应力与变形。

1米跌落实验

1米跌落实验

1. GENERAL RULES 通用规则See the following specifications:"General rules for the performance of mechanical qualification tests" ref. TS-P–R–0080参考以下规范:TS-P–R–0080“机械性能实验的通用规则”Preparation of samples (see TS-P–R–0080):The results of this test may be influenced by the presence of adhesive: YES.The results of this test may be influenced by the presence of a coating: NO.(coating = paint, varnish, metal finish, film in mold, film insert molding, stamped printing, pad printing, hot stamping, etc.). 样品的准备(见TS-P–R–0080):此实验的结果可能受粘合剂的影响:是此实验的结果可能受涂层的影响:否(涂层包括:油漆、清漆、金属漆、模层、印刷层等。

)2. PRINCIPLE 原则The test consists of dropping the samples a certain number of times onto a concrete surface and checking their mechanical and electrical functions.样机跌落于混凝土地面一定次数,检查它们的机械性能及功能。

The test is applicable to China market, the size of LCD screen less than 2.4" or larger than 40% of the front surface.适用于中国市场,手机屏幕小于2.4",或不超过屏本身所在面积的40%;The number of drops performed on each sample will be:∙16 drops for complete handsets (handsets fitted with their batteries),∙8 drops for batteries only.跌落次数:∙整机跌16次(带电池);∙电池跌8次。

手机主摄像头跌落仿真和优化设计

手机主摄像头跌落仿真和优化设计

手机主摄像头跌落仿真和优化设计作者:占智贵刘明建来源:《计算机辅助工程》2015年第02期摘要:为有效解决智能手机主摄像头蓝玻璃的脆性开裂问题,开展主摄像头跌落的有限元仿真和高加速度冲击测试,结果表明:在高加速度下产生的碰撞力是导致蓝玻璃开裂的根本原因.优化设计方案有效降低蓝玻璃的应力,解决蓝玻璃的开裂问题.关键词:手机;主摄像头;蓝玻璃;可靠性;脆性开裂;跌落测试;冲击测试;威布尔分布中图分类号: TN929.53;TB115.1文献标志码:BAbstract:To solve the brittle cracking problem of blue glass in the main camera of intelligent mobile phone effectively, the finite element simulation are performed on the main camera drop and the high acceleration impact test is carried out. The results show that the impact force generated at high acceleration is the main factor that leads to the brittle cracking of blue glass. The optimization design schemes can effectively reduce the stress of blue glass, by which the problem of brittle cracking of blue glass is solved.Key words:mobile phone; main camera;blue glass; reliability; brittle cracking; drop test; impact test; Weibull distribution0引言进入智能手机时代,超薄、极致拍照成为手机发展的趋势.超薄会削弱手机的刚度,降低对摄像头的保护能力;极致拍照需要增大主摄像头的尺寸,使摄像头本体的最大尺寸达到10 mm左右,尺寸增大也导致摄像头本体刚度的降低.跌落测试下摄像头变形增加,内部脆性元件蓝玻璃开裂失效率明显上升.手机蓝玻璃开裂实物见图1.摄像头蓝玻璃的开裂问题是近2年出现的新问题,目前国内还没有文献单独研究蓝玻璃的冲击开裂失效问题.本文首先通过三点弯曲测试方法测定蓝玻璃的强度,运用威布尔分布方法确定开裂的应力阈值;然后建立摄像头和手机结构的详细有限元模型,在整机中进行跌落仿真,分析蓝玻璃的应力分布.采用垂直式冲击试验台对摄像头单体进行加速度冲击试验,证实导致蓝玻璃开裂的原因是摄像头内部撞击.1主摄像头内部结构简介摄像头结构可以分为4部分:镜头载体、壳体、蓝玻璃和主板,其内部剖面见图2.蓝玻璃为脆性材料,采用胶水贴附在壳体的塑胶面上.2蓝玻璃开裂阈值的确定方法2.1蓝玻璃开裂强度测定通常可以采用三点弯曲测试方法测定蓝玻璃的开裂强度.将蓝玻璃两端支撑,在跨中施加集中力直至蓝玻璃断裂,测试结果见图3.2.2威布尔分布方法确定开裂的应力阈值根据三点弯曲的测试结果可知,蓝玻璃开裂强度的离散性较大,如果采用常规的平均强度值作为开裂应力阈值,会导致失效概率太大.威布尔分布方法广泛运用于可靠性工程中,电子和机械行业的很多企业将其应用于可靠性和使用寿命分析中.[1-6]由于应力值越小失效概率越低,通常不同的行业和企业根据自身情况确定失效概率.采用威布尔分布方法处理蓝玻璃三点弯曲测试的强度数值,得到强度和概率的分布曲线,见图4.笔者所在公司通常选择10%失效概率对应的强度数值作为控制开裂的应力阈值,据此确定蓝玻璃的开裂应力阈值为70 MPa.3跌落仿真方法3.1网格划分和前处理网格划分是有限元分析的基础.手机塑胶壳体采用2阶四面体单元C3D10M,五金件采用六面体单元以提高时间步长、计算速度和精度;盖板玻璃采用六面体单元;主板采用实体壳单元;主板上的器件若非重点关注,则可以简单划分成六面体单元.[7-9]摄像头壳体采用2阶四面体单元C3D10M,内部的蓝玻璃采用实体壳单元,输出蓝玻璃的应力场变量,并将最大主应力作为历史变量输出.将常用的材料属性分别赋予手机的各个零件,设置好通用接触和相应的边界条件.为缩短动态跌落仿真分析的计算时间,定义合适的质量缩放因数,整机质量放大因数控制在5%以内.整机网格划分和前处理完成结果见图5.3.2跌落仿真分析和结果在用户使用过程中,手机跌落方向往往是随机的,面、角、边均可能受到碰撞.跌落方向对整机受力有显著影响.[10]为全面评估跌落的可靠性,根据手机结构特点,面、角、边都需要选择数个方向进行跌落仿真.通过大量仿真,发现手机正面方向跌落时摄像头蓝玻璃的应力最大(结果见图6),最高应力达到128 MPa,而蓝玻璃的应力控制阈值为70 MPa,开裂风险很高.观察仿真动画可知,摄像头的镜头载体与蓝玻璃背面的塑胶发生明显撞击.输出此处的撞击力,最大达到60.91 N.镜头载体的质量约0.21g,仿真计算的竖向的加速度峰值为2.95×104g,估算最大的竖向冲击力约为61.95 N.估算的冲击力与仿真计算的冲击力基本吻合.在高速冲击下,镜头载体的质量虽然很小,但是由于加速度达到2.95×104g,相当于质量放大2.95万倍,因此冲击力很大,足以导致蓝玻璃开裂.4摄像头单体冲击可靠性测试通过上述仿真,初步分析是摄像头内部的镜头载体与蓝玻璃所贴附的塑胶面发生撞击,导致蓝玻璃开裂.为排除摄像头与手机壳体结构发生撞击导致开裂的可能性,开展摄像头单体冲击可靠性测试.主摄像头冲击试验见图7.试验采用某型垂直式冲击台,将摄像头单体固定于冲击台的台面上.设置冲击高度,进行高加速度冲击.冲击台产生正弦形状的加速度波形,加速度峰值为2.2×104g,带宽为0.06 ms.通过试验可以判断,在高加速度下,摄像头内部的镜头载体与蓝玻璃碰撞是导致蓝玻璃开裂的根本原因.该结论为摄像头的优化设计指明方向.5摄像头优化设计解决蓝玻璃开裂问题的思路有2个:一是减小碰撞的力度,二是提高摄像头内部抵抗碰撞的能力.优化设计方案见图8.由表1可知,优化设计方案对蓝玻璃的应力有显著改善,case 4应力为32 MPa,而蓝玻璃开裂阈值为70 MPa,蓝玻璃开裂风险得到有效控制.对优化设计后的摄像头进行跌落可靠性验证,证明蓝玻璃开裂问题解决.6结束语1)通过实测确定蓝玻璃的强度,再采用威布尔分布方法确定开裂的应力阈值,该方法运用于仿真分析可行.2)使用Abaqus进行有限元仿真,在设计阶段就可以及时发现主摄像头设计缺陷,通过试验与仿真相结合的方法排查开裂原因,选择正确的优化设计方法,并进行仿真验证,可以大幅降低改模成本,缩短新项目开发时间.参考文献:[1]洪延姬,王志魁,李俊美,等. 寿命服从威布尔分布产品相关失效数值分析[J] . 装备指挥技术学院学报, 2002, 13(5): 33-35.HONG Yanji, WANG Zhikui, LI Junmei, et al. Dependent failure numerical analysis method for Weibull distributed units[J]. J Academy Equipment Command & Technol, 2002, 13(5): 33-35.[2]姜理利. 多晶硅微悬臂梁断裂失效的可靠性模型建立[D]. 南京:东南大学, 2006.[3]陈冰,尹禄,徐魁. 威布尔分布在电子元器件可靠性评估中的应用[C]// 2009全国虚拟仪器大会论文集(二). 桂林, 2009: 13-19.[4]于捷,申桂香,贾亚洲. 基于三参数威布尔分布的数控机床的可靠性评价[J]. 现代制造工程, 2007(5): 18-20.YU Jie, SHEN Guixiang, JIA Yazhou. Reliability evaluation on CNC lathes based on three Weibull distributions[J]. Modern Manufacturing Eng, 2007(5): 18-20.[5]凌丹. 威布尔分布模型及其在机械可靠性中的应用研究[D]. 成都:电子科技大学, 2010.[6]崔卫民,薛红军,喻天翔,等. 试验数据服从Weibull分布时可靠性试验最少试件数的确定[J]. 机械工程学报, 2008, 44(1): 51-55.CUI Weimin, XUE Hongjun, YU Tianxiang, et al. Determination of sample size for Weibull distribution in structural reliability tests[J]. Chin J Mech Eng, 2008, 44(1): 51-55.[7]韩克明,孙志刚,林墨洲. 手机触摸屏抗跌落仿真分析[J]. 计算机辅助工程, 2013,22(S2): 418-420.HAN Keming, SUN Zhigang, LIN Mozhou. Drop simulation and analysis of touch panel of mobile phone[J]. Comput Aided Eng, 2013, 22(S2): 418-420.[8]汤立群,孙晖,何庭蕙,等. 跌落条件下手机的冲击动力学分析和结构优化设计[J]. 现代制造工程, 2006(6): 112-114.TANG Liqun, SUN Hui, HE Tinghui, et al. Impact dynamics analysis and optimization design of a mobile phone under dropping conditon[J]. Modern Manufacturing Eng, 2006(6):112-114.[9]彭必友,谢佳斌,冯权和,等. 直板手机跌落破坏数字化分析研究[J]. 西华大学学报:自然科学版, 2009, 28(1): 74-77.PENG Biyou, XIE Jiabin, FENG Quanhe, et al. Digitalized analysis of open-faced mobile phone damage caused by falling[J]. J Xihua Univ: Nat Sci, 2009, 28(1): 74-77.[10]段良. 手机跌落实验及其计算机模拟技术研究[D]. 济南:山东大学, 2009.(编辑武晓英)。

跌落测试报告

跌落测试报告

跌落测试报告一、测试目的。

本次测试旨在对产品在跌落状态下的性能进行评估,以验证其在意外情况下的可靠性和稳定性,为产品的质量控制和改进提供数据支持。

二、测试对象。

本次测试对象为公司新研发的手机保护壳产品,共选取了3种不同材质的保护壳进行测试,分别为硅胶、塑料和金属材质。

三、测试环境。

测试环境为标准的实验室环境,温度为25℃,湿度为50%,无风。

四、测试方法。

1. 自由跌落测试,将手机保护壳装载手机后,从1米高度自由落下,重复3次。

2. 角度跌落测试,将手机保护壳装载手机后,以不同角度从1米高度落下,包括正面、背面、侧面等,每个角度重复3次。

3. 高度跌落测试,将手机保护壳装载手机后,从不同高度(1米、1.5米、2米)自由落下,每个高度重复3次。

五、测试结果。

经过一系列的跌落测试,得出以下结果:1. 硅胶保护壳,在自由跌落测试中,硅胶保护壳表现出较好的缓冲性能,手机在多次跌落后仍然没有明显的损坏;在角度跌落测试和高度跌落测试中,硅胶保护壳也表现出了良好的保护效果。

2. 塑料保护壳,在自由跌落测试中,塑料保护壳的缓冲性能略逊于硅胶保护壳,但手机依然没有受到严重损坏;在角度跌落测试和高度跌落测试中,塑料保护壳的表现也较为稳定。

3. 金属保护壳,在自由跌落测试中,金属保护壳的缓冲性能明显弱于硅胶和塑料保护壳,手机屏幕出现了裂痕;在角度跌落测试和高度跌落测试中,金属保护壳的保护效果较差。

六、结论。

综合以上测试结果,可以得出以下结论:1. 硅胶保护壳在跌落测试中表现出了最佳的缓冲性能,对手机的保护效果最好。

2. 塑料保护壳次之,保护效果良好,但在一些极端情况下仍然存在一定风险。

3. 金属保护壳的缓冲性能较差,对手机的保护效果不尽如人意。

七、改进建议。

针对以上测试结果,建议在产品设计和材料选择上,优先考虑硅胶和塑料材质,以提升产品的跌落保护性能。

同时,对金属保护壳的结构和材料进行优化,以改善其缓冲性能。

八、附录。

可靠性课程报告--手机抗摔能力可靠性实验

可靠性课程报告--手机抗摔能力可靠性实验

手机抗摔能力可靠性实验实验目的及意义手机已成为人们生活中非常重要甚至是不可或缺的工具,随着科技的发展,手机的性能及质量也在不断优化,随之增长的还有价格。

人们在生活中用不菲的价钱购买手机,并希望可以使用较长的时间,但在日常生活中对手机的频繁使用,难免由于疏忽造成手机与其他较硬物质的碰撞,造成手机的损坏。

故设计此实验来测试手机的抗摔能力。

实验仪器某种牌子的同一型号手机十部实验方法1、将实验用的十部手机分别编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10;2、将编号1的手机从一米处释放,重复此操作直至手机完全损坏无法正常使用,记录释放次数;3、依次将所有手机从同一高度,同一地方释放,分别记录致其损坏的释放次数。

实验数据记录数据处理以此十组数据作为子样的观测值,用解析法算出均值μ与标准离差估计值σ均值μ=1nt ini=1=110×(14+15+13+16+10+9+14+12+15+12)=13次标准离差σ=t12−1n(t i)2n−1=1736−110×1690010−1=2.26次(1)将上述实验数据按大小次序排列起来,得到如下结果10件式样按大小排列的结果(2)根据中位秩计算公式计算出其失效概率估计值F (t i )=i−0.3n +0.4L xx = x 12−1n( x i )2=1736−110×16900=46L yy = y 12−1n ( y i )2=3.25986−110×25=0.76 L xy = x i y i n i =1-1n ( x i n i =1)( y i ni =1)=70.741-110×130×5=5.741b=L xy L xx=5.74146=0.1248a=0.5−0.1248×13=-1.1224(3)则人工方法拟合的直线为Y=-1.1224+0.1248X(4)相关系数为r=LL L =46×0.76=0.971查表得自由度为8的一行中,起码相关值为0.632,可看出r值大大超过起码值。

手机电池盖跌落仿真分析

手机电池盖跌落仿真分析

( 东南大学机械工程学院, 江苏 南京 2 18 ) 1 19
摘 要 : 用 H p r eh L —D n 软 件 就手机 电池 盖在 自由跌 落试验 仿 真分析 过程 中的状 态进 行 了模 运 y eM s/ s y a
拟, 并观 察其 在跌 落过程 中是 否 同手机 主 体脱 离 , 致 电池 裸 露 , 而导 致 整 体设 计 的失 败 。 同 时与真 导 从
pr e / s ya e s L— n 有限元分 析软件对一手机壳体模型 M h D 实现 了 由 P O E模 型 导人 , R / 并分 析 手机跌 落模 拟仿 真
过程 中手机 电池 盖是 否 同手 机 主 体脱 离 , 导致 电池 裸
开发后期进行 。接触和碰撞是生产和生活中普遍存在 的力学问题 , 由于物体间接触时其接触面是待定 的, 接 触 问题表 现 出很 强 的非 线 性 特 征 , 因此 对 接 触 和 碰 撞
实情况相对比, 实了仿真分析的可靠性 , 证 其数据可以作为评价设计方案 的参考, 从而保证整体设计方
案 的通过பைடு நூலகம்。
关键词 : 自由跌落; 手机 电池盖; 有限元技术 ; 环境试验 中图分 类号 :P 9 . 文献 标识 码 : 文 章编 号 :0 8— 3 0 2 0 ) 1— 0 7— 4 T 3 19 A 10 5 0 ( 0 8 O 0 4 0
成本 , 高 产 品 的 市 场 竞 争 能 力 。文 中 利 用 H — 提 y
个零 部件 的设 计是 否符 合 国家 对 电工 电子 产 品的环 境 试验 的标 准规 定 。而 自由跌落 作 为通讯 产 品手 机环 境 试验 的一 个重 要试 验项 目, 其属 于 实物 试验 , 在产 品 多

基于ANSYS/LS—DYNA的手机跌落仿真分析

基于ANSYS/LS—DYNA的手机跌落仿真分析

度为 l 5 0 0 r n m,初始速度 为 0 ,通常整机实物 的跌落实验 中一般采用六 面和 四角 的跌落方 式进行试验 ,根据实物 跌落试验经验 最容易 应力集 中部位 一般在 四个 角, 因此本 分析采 用手机底部 角跌落 的角度 进行跌落仿 真, 目 标面为大 理石地面 。为了比较完整 的观察 到 跌落过程 中手机整机 的运 动过程 ,设置跌落 碰撞时间为 0 . 1 S 。为了节省分析时 间,在跌 落 中设置为 “ 接近 刚性面时开始 分析 ”。在 L S —DⅥ A 内,分别进行 4 种模 型的跌落模 拟 ,在 L S —P I u P OS T 内观察跌落过程 中的 Vo n Mi s e s S t r e s s 云图 ,并记录最大应力值。 3 .2有限元分析结果 在初始 的设计 中壳体壁厚为 l mm,模 内 的注 塑钢 片根据 经验采用 0 . 5 mm,跌落 后触 摸屏受到 的最大应力达到 3 3 0 Mp a ,触摸屏在 跌落 中受力 已经超 出其屈服应 力,可 能会 发 生破碎或损坏 。在对壳体进 行优化后 ,将壳 体壁 厚加 厚到 1 .1 mm、 1 .3 mm、1 . 5 mm, 触 摸 屏 受 到 的 应 力 明 显 下 降 , 分 别 为 3 2 O MP a 、2 9 0 MP a 、2 5 O MP a 。 由分析 结果可 知使用模 内注塑技术 的前壳结构 ,在 壳体壁 厚大于等 于 1 . 3 mm 时触摸屏在跌落 中可 以得 到很好 的保 护 ,受力情 况被控制在 安全范 围 之 内。 3 .3实物跌落试验 与仿真试验结 果对 比 前壳使 用仿真分析 验证 的模 内注 塑工艺 开模 ,在 整机组装测试 无误后做 跌落测试 。 测试采用 6面四角的方向进行 自由跌落 , 目 标面为大理石地面 , 试验数量为 6 部, 最终6 部机器全 部都通过 了测试 ,没 有发生触摸 屏 破裂 的情 况,说 明跌 落仿真和 物理样机试 验 数据是吻合的 。

手机电池盖跌落仿真分析

手机电池盖跌落仿真分析

手机电池盖跌落仿真分析
俞璐;薛澄岐;祖景平
【期刊名称】《电子机械工程》
【年(卷),期】2008(24)1
【摘要】运用HyperMesh/Ls-Dyna软件就手机电池盖在自由跌落试验仿真分析过程中的状态进行了模拟,并观察其在跌落过程中是否同手机主体脱离,导致电池裸露,从而导致整体设计的失败.同时与真实情况相对比,证实了仿真分析的可靠性,其数据可以作为评价设计方案的参考,从而保证整体设计方案的通过.
【总页数】4页(P47-50)
【作者】俞璐;薛澄岐;祖景平
【作者单位】东南大学机械工程学院,江苏,南京,211189;东南大学机械工程学院,江苏,南京,211189;东南大学机械工程学院,江苏,南京,211189
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.手机电池盖注射模设计 [J], 沈俭;鄢和兵;王巍
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手机跌落仿真试验摘要本论文采用ANSYS/LS-DYNA中的DTM跌落模块对手机进行了跌落模拟。

在模拟仿真中,首先在软件中建立了手机模型,然后通过有限元软件ANSYS/LS-DANA模拟了不同高度的手机跌落过程,得到了产品的应力、应变等动态特性,通过得到的数据,分析了跌落过程中手机的动态特性——跌落冲击过程中,应力、应变等情况的变化,发现手机受到跌落冲击时的薄弱或易损位置在跌落接触点处,并提出加装保护外壳或者改进材料性能的改进方案或手段。

该结论对合理设计手机结构、包装手机及安全流通和使用提供技术支持。

关键词:跌落,有限元,ANSYS模拟,手机Telephone drop simulation testABSTRACTIn this paper, we use the DTM fall Analog modules of ANSYS/LS-DYNA simulating the process. In the simulation experiments we first make a model of mobile telephone, then use the finite element software ANSYS/LS-DYNA simulate the drop experiment about different heights, and the dynamic characteristics of the product of stress, strain, etc. through the obtained data, We can analysis the fall Dynamic characteristics of mobile phones - changing the course of drop impact, stress, strain, etc., and Weak or vulnerable position found the phone being dropped in shock when dropped at the contact point, and proposed the installation of the protective housing or improved material performance improvement program or means. This conclusion is reasonable structural to design mobile phones, safe packaging circulation It is also useful to provide technical support.Keywords:Drop,FEM,ANSYS Simulate,Mobile Telephone目录引言 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 国内外发展研究状况 (1)1.2.1 国内研究发展状况 (1)1.2.2 国外研究发展状况 (3)1.3 本文的研究内容 (4)1.4 本文采用的方法 (4)2 跌落及软件介绍 (5)2.1 跌落相关 (5)2.1.1 跌落试验的目的 (5)2.1.2 跌落影响因素及选择 (5)2.1.3 跌落试验原理及步骤 (5)2.2 有限元及其软件LS-DYNA介绍 (6)2.2.1 有限元方法 (6)2.2.2 LS-DYNA发展概况 (7)2.3.2 LS-DYNA分析能力 (7)2.4 本章小结 (7)3 手机跌落过程的仿真模拟 (9)3.1 手机结构及建立手机模型 (9)3.2 手机模型参数设置 (12)3.2.1 指定单元类型 (12)3.2.2 创建实常数 (13)3.2.3 材料属性的定义 (13)3.3 网格划分、定义约束、施加载荷和其它设置 (15)3.3.1 网格划分 (15)3.3.2 定义约束 (16)3.3.3 跌落设置 (18)3.4 求解以及结果分析 (19)3.4.1 求解 (19)3.4.2 不同高度跌落模拟对比 (23)3.5 本章小结 (24)4 结论与展望 (25)4.1 结论 (25)4.2 展望 (25)参考文献 (27)致谢 (29)引言1.1课题研究的意义在手机流通运输过程中,必然会受一些外部条件的影响,同时在消费者使用手机的过程中也可能会因为某些原因而发生跌落或者碰撞冲击,这些撞击会使手机的运动状态在极短时间内发生急剧的变化,从而可能导致手机的损坏。

对于易损,高精度的手机来说,在流通过程中如果没有合理的包装,就会出现很高的破损率,这对于生产厂家和个人消费者来说都是相当不愿意看到的,造成的经济损失不言而喻。

据统计,跌落冲击是各种冲击环境中最为强烈的,而由此引发的损害也是手机在运输,使用过程中的最主要失效形式。

为了便于装卸、运输和储存,也为了避免在产品受到冲击降低或丧失其使用价值,对产品受到冲击后的反应研究也就很有必要,以通过它对产品进行合理的包装,最大限度的保证产品的安全。

由于跌落作用的时间非常短,实验操作也不易控制,而测量到的物理量也非常有限,但随着计算机软件和硬件技术的发展应用,许多仿真软件被用来解决这一问题。

在产品设计阶段进行模拟分析,可以直观动态的演示整个跌落过程以及各种物理量的变化,得到比实验更为精准,全面的数值数据。

且仿真实验费用低,时间短,建模时间相对于制造样品大大缩短,同时开发的经验可以作为新的技术对于以后的设计可以起到避免走弯路和加快开发的作用。

在这样的大背景下,手机跌落仿真实验就变得很有必要且很有意义。

通过仿真实验模拟得到的数据。

结合不同工艺参数,设计出合理的产品结构以及包装,可以对手机的安全流通以及使用提供一个技术支持。

1.2 国内外发展研究状况1.2.1 国内研究发展状况2003年,李鹏忠,张为民等人[1]采用CA E技术仿真手机环境的自由跌落响应,基于I-DEAS软件系统,采用了针对此类复杂结构的离散化方法-分区法,成功地进行了手机装配体有限元网络划分。

并对手机自由跌落试验后的响应进行了仿真,然后对仿真结果进行了分析。

2004年,李在伟,梁新华[2]应用LS-DYNA的结构动力分析功能,分析了一手机结构从1.5m高处跌落到地面时的结构响应。

演示了不同时间手机外壳的应力变化情况。

另外还提取了外壳上最大加速度所在位置的加速度和应力曲线,为结构优化提供依据。

2007年,薛澄岐,祖景平[3]运用HyperMesh和LS-DYNA软件仿真手机自由跌落,利用CAE工具深入分析有无圆角半径和不同尺寸圆角半径的设计对手机壳体强度的影响,对仿真结果数据进行客观对比和分析,从动力学角度得出手机壳体圆角半径设计的参考数据。

2007年,俞璐,薛澄岐,祖景平[4]利用HyperMesh/LS-DYNA有限元分析软件对一手机壳体模型实现了由Pr0/ENGINEER模型导入,并分析手机跌落模拟仿真过程中手机电池盖是否同手机主体脱离,是否导致电池裸露而使整体设计失败。

2007年,张伟国[5]以数字化手机模型为分析对象,建立手机结构跌落冲击动力学分析的有限元模型。

通过对手机模型的不同跌落方向、不同跌落高度和不同阻尼值的数值模拟,分析了手机跌落的响应规律和可能的失效形式,从中发现结构设计上的薄弱环节,为设计阶段的改进或优化提供了依据。

根据结构冲击动力学的仿真研究,对跌落冲击的一般规律及阻尼对跌落冲击响应的影响进行了总结。

2009年,沈健,张建武[6]运用HyperMesh和ABAQUS软件进行手机跌落仿真,得到手机超薄透明翻盖在不同工况跌落时的应力应变情况,通过与许用应力应变比较,分析翻盖在跌落时的可靠性,并与实际的手机跌落试验进行比较,验证了仿真分析的准确性,并确认了透明翻盖结构设计的合理性。

2009年,彭必友,谢佳斌等人[7]提出可在产品设计阶段建立其有限元模型,通过模拟仿真分析得到产品各个零部件在跌落过程中的跌落响应和易产生缺陷的部位。

同时结合某款直板手机,研究了跌落对手机外壳、屏幕等零部件的影响,并提出了改善措施。

2009年,段良[8]进行了手机的跌落试验,然后利用CAD软件制作了该手机的模型,最后在分析和总结前人跌落模拟仿真的研究成果的基础上,总结了在ANSYS中进行跌落模拟的CAE分析方法及步骤,运用有限元软件ANSYS中的DTM模块对手机模型进行了跌落试验模拟。

2009年,沈健[9]将接触动力学的基本方程和有限元建模方法相结合,提出了复杂结构在跌落冲击载荷作用下的数值模拟方法。

结合实际情况,通过对手机透明翻盖的结构分析,利用有限元软件进行仿真,结合实际的跌落试验,对结构跌落时的碰撞动力学进行了较系统的研究,得出了一种用仿真结合试验的方法解决跌落冲击问题的思路和方法。

2010年,周鑫美,谢然[10]通过对某一手机数学模型进行的跌落碰撞仿真研究,探讨了利用有限元软件进行手机跌落碰撞仿真的建模及分析方法。

结合某款翻盖手机,在LS-DYNA环境中,对其跌落试验进行了数值仿真分析,研究了碰撞力对该机外壳、屏幕和电路板等元器件的影响,预测了该机的设计缺陷,并提出了相应的优化方案。

2011年,杨学林[11]通过在智能手机产品研发的初期利用ANSYS/LS-DYNA 的结构动力分析功能进行仿真,清晰地展示产品在跌落过程中各结构部件所受的应力和应力分布,尤其是结构强度比较低的关键部件的应力及分布情况。

2012年,吴剑[12]运用 ANSYS/LS-DYNA软件对其进行模拟跌落仿真,得到手机触摸屏和LCD在不同工况跌落时的应力情况,通过对比分析优化设计的可行性,并与实际的手机跌落试验进行比较,验证了仿真分析的准确性。

1.2.2 国外研究发展状况1998年,Jason Wu,Guoshu Song[13]利用有限元方法研究了便携式通信设备遭受撞击的情况,并用HYPERMESH和LS-DYNA对摩托罗拉的产品进行模拟仿真试验,得到了其容易损伤的原因和易发生损坏的部位。

通过跌落试验和模拟的对比分析,用测试的数据加以说明,证实了仿真和测试技术应用的可靠性和对设计支持具有重大意义。

2001年,K.H.Low,Yuqi Wang[14]在跌落冲击模拟中使用了虚拟边界概念的有效的方法。

通过对电视机模型进行跌落的模拟分析,阐述了虚拟边界法的可靠性和它的优势。

2005年,新加坡的Y.Y.Wang,C.Lu等人[15]研究了跌落模拟的可靠性,通过对电视机、外套、组装设备等进行有效的建模和选择正确的仿真方法的实例,说明了应用有限元法的虚拟产品开发,并评价了模拟对研究跌落的重要意义。

2011年,Hwan,Chung-Li,Lin等人[16]利用ANSYS软件对手机的易碎点进行了跌落模拟分析,找出了手机往往是从中部开裂这一事实,同时利用仿真软件测试其改良方案。

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