多维评估，精益求精 | 借仿真提升移动设备设计稳健性
▲多维评估，精益求精 | 借仿真提升移动设备设计稳健性
消费需求促制造转型升级
手机在我们的日常生活中扮演着重要的角色，手机的意外损坏可能会带来很大的麻烦。我们的移动设备遭遇损坏的方式有很多，跌落、进水、烫损等等。在智能手机用户中，屏幕碎裂和手机进水是十分常见的损坏方式。因此，制造商正在努力设计更坚固也更防水的智能手机，同时满足消费者对手机轻薄易携带的要求。
除了想要轻便耐用又漂亮的智能手机，消费者也越来越关注手机是否具备可持续性。消费者希望设备经久耐用、可回收，同时还能在家维修，而不是频繁地购买手机。一些市场正在引入“维修权”法规，以评估产品的可维修性和最短使用寿命。
由于这些日益严苛的需求，以及不断增长的智能手机购买量，制造商可能难以通过物理测试来满足其KPI的要求。然而，虚拟测试就是另一回事了。仿真允许制造商使用虚拟孪生技术在没有物理原型的情况下进行测试，这样工程师能够更快地在设计流程中评估设计构思。
通过使用实验设计（DOE），仿真可以自动执行数百甚至数千个虚拟测试。这些DOE可以分析具有不同参数（如玻璃厚度、角半径和框架厚度）以及材料属性的虚拟设备。
装配应力
用于评估制造和装配流程对设备造成的应力。
跌落测试
测试不同的设计参数，以找到一种既轻薄又能够承受日常跌落的设计。
三点弯曲
仿真将设备放入口袋或踩到设备时可能发生的破坏性弯曲。
防水性
测量设备在密封件泄漏之前可以承受的水压。
装配应力
如果在后续的仿真工作流程中没有考虑到装配应力，则会导致早期故障并削弱设备性能。在仿真中，输入是设备各个部件的3D几何结构和组件制造流程中的应力，以及将各组件连接在一起的螺栓、夹具和粘合剂的负载。输出包括变形轮廓、VonMises应力轮廓和塑性应变轮廓。如果应力超过规定的限制，则可以轻松快速地评估和纠正问题。
跌落测试
用户经常会将手机跌落到地上，因此手机需要能够承受这些事故而不会造成重大损坏。跌落测试旨在找到一种足够稳健的设计，能够经受住日常跌落，同时仍然满足设计的KPI指标。跌落测试仿真可以使用DOE方法改变设计参数，例如材料成分、屏幕玻璃厚度、后盖厚度、框架厚度、角半径和屏幕保护膜衬里的宽度。结果包括变形轮廓、VonMises应力轮廓和塑性应变轮廓，以及变形和开裂的3D可视化。
三点弯曲
除了跌落，智能手机还可能会被不小心踩到，或者更常见的是用户坐下时压到裤子口袋里的手机。以这种方式压到手机可能会影响其内部的电子设备，导致设备永久变形。可通过三根金属棒夹置产品的方式测试抗弯曲性能，也可以通过计算辊参考点反作用力的方法进行虚拟测试仿真可以评估设备在永久变形或内部损坏之前可以承受的最大弯曲力。
防水性
防水性是衡量设备在其密封件泄漏之前可以承受多少水压的量度。不仅智能手机可能掉入水中，用户也经常在游泳时佩戴智能手表和健身追踪器等其他设备。设备的密封件和夹具可以在仿真软件中建模并承受给定的压力。输出是密封件的变形以及它是否滑动或弯曲。如果检测到密封失效，可以对其进行重新设计，以提高其性能并满足要求。
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