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有限元分析-无线鼠标下落测试的模拟
来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2020-08-26 | 19 次浏览 | 分享到:

电路板和电子元件划分为六面体单元。电子元件作为刚体,通过基于表面的连接约束与电路板连接。连接约束将表面牢牢连接起来,在分析中是不会分开的。连接约束的优


点是被连接的网格不需要匹配,电子元件允许有相对比较粗糙的网格。图 1 –图 3 为组成鼠标的部件。

1 :底座


2:电路板、电子元件和滚轮

3:完整的模型

所有的变形部分采用线弹性材料。对于这些预期应变很小的部件,通常都是如此处理。

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 cardan 类型的连接件相结合,来获得类似梁的特性。4 标明紧固件连接的位置。

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。

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,

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