搜索仿真分析在家電產(chǎn)品包裝設(shè)計的應(yīng)用
2017-04-21 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
目前常使用的仿真分析軟件有:ANSYS、Abaqus、Hypermesh。另外在家電產(chǎn)品的包裝設(shè)計崗位中屬于結(jié)構(gòu)仿真分析,這也是今天討論的分析類型。其中主要進(jìn)行的仿真分析工作有:跌落仿真、零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真、產(chǎn)品加速度動力學(xué)仿真,跌落仿真最主要的軟件有ANSYSLS-dyna、abaqus、RADIOSSS。
目前我們格力包裝設(shè)計用的都是ANSYS和dyna做跌落仿真,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析用ANSYSworkbench,hypermesh和abaqus很少人用。我們現(xiàn)在在跌落仿真中遇到比較頭疼的問題還是材料參數(shù)不夠全面,尤其是包裝材料這部分的參數(shù),另外跌落仿真中模型處理時間需要比較長。對比包裝設(shè)計崗位的仿真分析,除了現(xiàn)有常用的仿真分析手段,個人覺得結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析是一個很好的應(yīng)用點(diǎn),另外包裝材料的數(shù)據(jù)參數(shù)平臺的建立也是行業(yè)緊缺的內(nèi)容?？锤魑辉诜抡娣治鲋卸加惺裁春玫慕ㄗh和問題,大家一起放開討論,謝謝。
問題一:現(xiàn)有仿真分析中遇到的普遍問題?
1、材料參數(shù)不準(zhǔn)確:在整個討論中所有使用仿真分析軟件的同行遇到的最頭疼的問題是材料參數(shù),尤其是包裝材料的參數(shù)。
材料參數(shù)通過以下幾種方法得到:
1)各公司委外測試材料參數(shù);
2)咨詢大學(xué):天津科技大學(xué)的康老師有比較全的參數(shù);
3)公司內(nèi)部對材料測試其材料的力-位移,換算出應(yīng)力應(yīng)變曲線,主要針對EPS和EPE封閉材料;
4)從網(wǎng)絡(luò)上收集材料參數(shù);
5)利用仿真軟件進(jìn)行模擬分析復(fù)合材料參數(shù):目前在仿真軟件中可以通過面紙參數(shù)去仿真分析出瓦楞紙,蜂窩紙等空心結(jié)構(gòu)的參數(shù)來。
2、跌落仿真分析速度慢:ANSYS在單個零部件的靜力結(jié)構(gòu)分析具有比較快的分析速度,但是在多體零件的非線性分析以及跌落仿真的分析時間需要很長的時間,另外一個ABAQUS仿真分析軟件在結(jié)構(gòu)靜力非線性分析相比ANSYS具有更快的分析能力
3、跌落仿真分析結(jié)果精度偏低:目前帶包裝的跌落仿真的仿真度偏低是整個行業(yè)的弱勢,精度粗估在60%到75%左右吧。在包裝仿真方面,大家提出以下幾個觀點(diǎn):
1)在配合包裝仿真分析的物理驗證試驗過程中,建議配上高速攝像機(jī),美的空調(diào)做過,據(jù)說效果杠杠的;
2)包裝仿真一般是指方向,不求精確;
3)跌落仿真中基于材料參數(shù),模型準(zhǔn)確性,模型完整性的原因,仿真度很難很高,同時在包裝崗位的仿真分析工作中,可以在產(chǎn)品設(shè)計之初對結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力強(qiáng)度分析,根據(jù)分析結(jié)果評估包裝方案。
問題二:實際問題分析中如何計算受力大小?
Q:有一個問題咨詢下大家,一個插座通過許多插針固定在PCB板上,假設(shè)其可受力50N,如何通過仿真判斷其包裝是否可靠?插座上針都畫成網(wǎng)格很困難,只能虛擬裝配下,如何計算其跌落過程中受力大小?
觀點(diǎn)如下:
1)帶包裝的可靠性的話可以在跌落仿真中設(shè)置與實驗條件等同的分析狀態(tài)進(jìn)行沖擊仿真,根據(jù)分析結(jié)果查看支座反力;
2) 我接觸到的汽車仿真比較關(guān)注網(wǎng)格質(zhì)量因素,在這方面包裝跌落仿真也可以參考下。較好的網(wǎng)格直接可以直接提高仿真精度;
3) 有類同,除了跌落仿真,還可以用靜力分析評估;
4) 隨機(jī)振動分析也有必要;
5)電子元器件的焊點(diǎn)處理比較難搞;
6)PCB板變形量也有要求,否則對焊點(diǎn),芯片都有影響;
7) 整機(jī)跌落把pcb板等只是配重:之前格力電器分析的PCB對一些很小的比如小電阻等很小的小件幾乎都省了,留下一些大的電阻、電容、散熱片等作為配重結(jié)構(gòu)了;
內(nèi)部PCB板出了問題,仿真分析難度增加。
問題三:在仿真分析過程中的應(yīng)用操作討論
1、網(wǎng)格控制
1)汽車分析網(wǎng)格要控制長寬比,雅可比,翹曲,最小高,三角形單元角度,四邊形單元角度,三角形單元在總數(shù)中的比例;
2)像空調(diào)這樣整機(jī)做跌落,對一些非重點(diǎn)關(guān)注的零部件只能省略或者簡化為質(zhì)量點(diǎn),包裝跌落網(wǎng)格盡量六面體,不然文件很大。不易壞部件簡化質(zhì)心;
3)跌落中網(wǎng)格劃分時除了一些比較軟的比如EPS、EPE、海綿等建議劃分為四面體外,其他的還是建議劃分為六面體或者四邊形;
4)靜力分析沒必要,跌落分析的話就只能抽中面畫網(wǎng)格,不是特別復(fù)雜的,在hypermesh中還是可以通過切分后畫出六面體;
5) EPS參數(shù)是輸入?yún)?shù):中興通訊采用輸入18組應(yīng)力應(yīng)變參數(shù),最終網(wǎng)格數(shù)控控制在一般一兩百萬;
2、網(wǎng)格劃分要求:目前跌落仿真分析對網(wǎng)格主要劃分為六面體或者四邊形單元,對于一些復(fù)雜的塑料件結(jié)構(gòu),可進(jìn)行抽中面,實體切分等模型處理方法,目前模型處理軟件有:dyna、ANSYS、Spaceclaim。
3、累積沖擊分析的可行性:目前各種仿真分析軟件還無法做到多次累積分析(繼承性仿真分析),主要原因有如下幾個:
1)產(chǎn)品單次的沖擊分析結(jié)果所得的數(shù)據(jù)龐大;
2)每次沖擊分析的結(jié)果文件格式與沖擊分析的輸入文件格式不同,無法直接借用前一次的分析結(jié)果文檔進(jìn)行下一次的沖擊分析設(shè)置;
3)每次沖擊分析的精度不高,累積沖擊分析的累積精度過度,無實際的指導(dǎo)意義。
4、跌落試驗問結(jié)構(gòu)問題的分析思路
1)在產(chǎn)品跌落試驗中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)破裂問題,你們也是提取單個零部件進(jìn)行靜力學(xué)仿真;
2)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員自己在產(chǎn)品設(shè)計的時候由結(jié)構(gòu)設(shè)計員對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析;
5、包裝仿真未來的路?
1)將包裝設(shè)計、仿真分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計跨界融合;
2)通過包裝件整體仿真,知彼知己,才能更好地把握結(jié)構(gòu)與包裝力學(xué)界面,為包裝設(shè)計贏得主動;
3)建立仿真虛擬應(yīng)用平臺;
4)借力CAE推動結(jié)構(gòu)優(yōu)化的案例還是不少的,這樣才有助于包裝平臺的穩(wěn)定。
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