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无线鼠标下落测试的模拟
发表时间:2006-10-6    来源:ABAQUS
关键字:ABAQUS 非线性工况 个人电子产品 鼠标 有限元 
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。ABAQUS/Explicit 已经被广泛应用于检验电子产品经受机械撞击载荷的特性。

    实际的电脑鼠标是用螺钉、揿钮接头和线夹配合或者其他连接方式连接起来的。建立这些特性完整详细的模型是有可能的,然而目前分析着重的是电子元件承受的载荷。因此,所有构件之间的机械连接点都是利用独立网格划分的紧固件或者基于表面的连接约束来近似。连接电路板和底座、按钮和上壳都使用了约束。

    独立网格划分紧固件可以在任意点连接两个或者两个以上部件;在连接的位置上不要求节点一致。另外,实际连接可以用连接件单元来建模。这样使比如材料非线性、摩擦和损坏等复杂特性可以包含点到点的连接。

    鼠标壳体的底座、中间部分和上部是利用基于连接件的独立网格划分的紧固件连接起来的。Cartesian和Cardan类型的连接件相结合,来获得类似梁的特性。图4标明紧固件连接的位置。


converted PNM file
图4:独立网格划分的位置

   网格独立是通过将附着件分布到被连接表面上的一些节点上。这些节点会自动地和附着点一起被选中。然后这些附着点被用来定义连接件单元。例如,如图5显示了鼠标前部连接底座和外壳中间部分的紧固件(从里看)。与单元连接的连接件单元和节点用红点标示出来。

converted PNM file
 
图5:底座和外壳中间部分紧固件的剖面图和连接点

   虽然本次分析没有包括材料损伤模型,但是该模型可以用于建立外壳损伤的模型。对于有屏幕或者镜头的电子产品,这一类模型对于这些易损部件的抗损性可以更加准确地评估。

    使用了通用(或者“自动的”)接触运算法则,两个表面都不需要详细定义,从而简化了接触的定义。只用一个交互作用的定义,整个装配就都在接触域内。底面被定义为刚体,所有的鼠标部件都加上重力载荷。从1米高自由落体的初速度在每个节点上也都被设定了。

    分析模拟了一个5毫秒的跌落过程。为了减少这次分析的运算时间,使用了质量缩放技术。利用质量缩放技术,求解过程中,ABAQUS在不连续的时间点自动进行质量缩放,来保证用户指定的最小时间增量。

 
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责任编辑:陈沁