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智能手机弯曲动力学:CAE仿真揭示未来设计趋势

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本案例来自Altair官方案例。

1.问题描述

2.手机模型拆解

3.材料类型

4.接触设置

5.载荷步设置

6.输出设置

7.结果展示

1.问题描述   

图1为手机三点弯曲试验模型的载荷示意图,手机在固定圆柱的支撑下,顶端压头在0.05s内向下移动8mm,以分析手机的抗弯力学性能。

         

         


图1 手机模型载荷示意图

 

2.手机模型拆解   

手机模型的装配图如图2所示,主要分为LCD屏、上盖板、载体总成、PCB、电池和下盖板。

         

图2 手机模型转配图

 

3.材料类型   

手机模型各个模块主要涉及到的材料有软钢、玻璃、橡胶、聚合物塑料等。
螺栓和载体板材料:非线性钢材

图3 非线性钢材的应力-应变曲线

上下盖板聚合物应力-应变曲线:

图4 上下盖板聚合物材料曲线

密封垫材料类型:橡胶OGEDEN模型。


4.接触设置  

模型的接触为面对面接触,分为两类,一类是带有摩擦系数的接触,另一类为无摩擦接触。本案例为各个部件都单独建立了接触,如图所示,非常多,有36个接触设置,个人觉得必要性不是很强!

图5 接触设置

考虑无摩擦情况,以PCB接触为例,刚度大的部件做主面,刚度小的部件做从面。

图6 PCB板面对面接触

若考虑到有摩擦情况,可以参考LCD屏与载体的接触设置:

7 LCD屏与载体的接触

 

5.载荷步设置   

图8 分析步设置

Analysis type:分析类型,显示分析类型

SPC:固定约束

TSTEPE:质量缩放

TTERM:分析时间0.05s

DLOAD:在0.05s内的向下移动的载荷

 

6.输出设置   

OUTPUT模块设置位移和应力输出。

7.结果展示   

图9 位移云图

图10 LCD应力云图

         

LCD屏幕应力达到569MPa,而普通玻璃抗弯强度为200MPa,手机玻璃经过强化处理可达到400-500MPa,这表明手机屏幕将会发生破坏。

 


来源:纵横CAE
LS-DYNA非线性材料试验螺栓Altair装配
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-09-01
最近编辑:2月前
纵横CAE
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