参赛作品

联想集团
ThinkPad Edge
  

1. 设计简约、全新磨砂表面,机身较上代产品更薄13%,彰显犀利个性;
2. 双操控系统,经典小红帽与全新多点触摸板;
3. 防泼溅键盘,继承ThinkPad经典键盘质感,新型"浮岛设计";
4. 第二代智能英特尔酷睿处理器,1GB可切换显卡;
5. 新一代量身定制操作系统;
6. R&R应急与恢复系统;
7. 节能环保,拥有新版能源之星5.0认证,100%可回收纸板包装;
8. 长达8小时强劲电池续航;
9.  APS硬盘保护技术;
10. Think品质,抗冲击,抗跌落;

    仿真分析要同实验测试结合起来,一方面可以验证或校正分析的准确性,同时为后继的分析工作奠定正确的方向。仿真分析在某方面可以替代实验测试,节省开发时间与成本,是研发设计流程中有益和必要的手段。
  

    如何通过精益研发来保证产品的优势特性,比如它的抗冲击与抗跌落?在ThinkPad开发测试流程中,该产品需要经受最高2米的跌落测试,在如此高度的跌落下,如何才能保证产品的安全?我们运用精益研发理念,通过CAE跌落分析以及实验辅助,研究并掌握在跌落过程中,产品各部件的如何发生变形以及如何发生破坏。   
通过实验与仿真分析的对比,建立起预测机制。再通过一系列的优化分析,最终解决问题,保证产品的精益求精,如下图:

    以上图片说明,通过CAE分析所得到的结果与实际的实验测试具有很好的吻合度,也验证了这种精益求精的分析方法的价值,再通过这种方法和手段来优化我们的产品设计,达到更高的质量水准。

针对解决硬盘的冲击加速度一直超过其规定值的问题,通过应用abaqus 对多个方案进行了分析对比,最后找到了可行的解决方案。

 

笔记本在开机状态下,冲击底面的安装图
1.原始方案
 


结果:由于D 壳在冲击过程中变形较大,与冲击台发生了直接撞击,导致硬盘加速度过大,超过规定值(275g);
2.新方案一:在D 壳下增加第五支橡胶垫
 

结果:由于增加了第五支胶垫,对D 壳产生了缓冲作用,大大降低了硬盘加速度;
3. 新方案二:将原方案的四个胶垫的材料更换为PC+ABS
结果:由于更换材料后,四个胶垫在冲击压缩中变形量降低了,D 壳与冲击台的撞击力减少了,所以硬盘加
速度也降低了;
3.新方案三:在原方案的基础上把D 壳四支胶垫的相对距离缩小
 

结果:胶垫相对位置缩小,增加了D 壳的刚度,所以变形量减小,减小撞击力,降低硬盘加速度;
5. 新方案四:把原方案的胶垫材料更换为TPU(弹性模量高于橡胶),同时胶垫加厚1.3mm;
结果:和方案二相似,更换材料后,胶垫变形量降低了,同时胶垫增高后,加高了D 壳与冲击台之间的距离,
所以D 壳与冲击台的撞击力也会减小,硬盘加速度相应也降低了;


结论
通过下图的曲线对比,我们可以清楚地看到各方案的优化结果,很明显,新方案的硬盘加速度都低于240g,
满足设计要求。



从而得出以下两点结论:
1. 在冲击、跌落等动态过程中,D 壳的变形量,胶垫的变形量,是我们关心的重要数据;因为通过对它们的
掌握,我们才能判断冲击过程中D 壳是否会与冲击台发生碰撞,或者D 壳受到碰撞力的大小,从而能够判断硬盘的加速度大小;
2. 当D 壳结构材料一定时,合理选取胶垫的厚度、硬度及其间距,都可以调整D 壳与冲击台之间的碰撞力大小,从而保证硬盘受到保护;

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