Abaqus在優化筆記本硬盤沖擊加速度中的應用
本文通過abaqus的動力顯式算法對某款筆記本的沖擊測試進行了模擬仿真，對比了不同設計方案對硬盤在沖擊過程中的防護情況，從而避免了盲目的制定修改方案，大大提高了效率，節約了成本；同時，也為以后的筆記本設計提供了相關的依據。
目前，筆記本的設計理念越來趨向于超薄，超輕的設計理念，眾多筆記本制造商也正在努力迎合這種新的理念；為此，他們不斷在筆記本的結構設計，材料應用上大膽創新。然而創新并不是一蹴而就，需要我們不斷地試驗，不斷地測試，不斷地調整，一步一步逼近我們想要達到的目標；在此期間，如果還按以前的做法：設計模型， 制作手板，實際測試，然后再修正手板，或者重做手板，那么就需要昂貴的成本和大量的時間；往往一套手板的制作費用很高，而且多次測試的不穩定性也較高，花費時間也較長；筆記本減薄以后，對其性能會造成較大影響， 比如硬盤、光驅、主板等器件在沖擊、跌落過程中，很可能會失效，這將直接影響筆記本的使用。
在某款筆記本在設計過程中，硬盤的沖擊加速度一直超過其規定值，而通過應用abaqus對多個方案進行了分析對比，最后找到了可行的解決方案。
CAD模型
筆記本在開機狀態下，沖擊底面的安裝圖如圖1所示；
圖1
CAE模型
圖2
加載及邊界條件
在沖擊臺下表面施加幅值大小為122g,時間為2ms，方向垂直向上的半正弦波加速度A,對整個模型施加大 小為1.524m/s,方向垂直向下的初始速度V;如圖3所示；
圖3
分析結果
原始方案
圖4
結果：由于D殼在沖擊過程中變形較大，與沖擊臺發生了直接撞擊，導致硬盤加速度過大，超過規定值（275g);
新方案一：
在D殼下增加第五支橡膠墊（如圖5)
圖5
結果：由于增加了第五支膠墊，對D殼產生了緩沖作用，大大降低了硬盤加速度；
新方案二：
將原方案的四個膠墊的材料更換為PC+ABS
結果：由于更換材料后，四個膠墊在沖擊壓縮中變形量降低了，D殼與沖擊臺的撞擊力減少了，所以硬盤加 速度也降低了；
新方案三：
在原方案的基礎上把D殼四支膠墊的相對距離縮?。ㄈ鐖D6)
圖6
結果：膠墊相對位置縮小，增加了 D殼的剛度，所以變形量減小，減小撞擊力，降低硬盤加速度；
新方案四：
把原方案的膠墊材料更換為TPU (彈性模量高于橡膠），同時膠墊加厚1.3mm;
結果：和方案二相似，更換材料后，膠墊變形量降低了，同時膠墊增高后，加高了 D殼與沖擊臺之間的距離， 所以D殼與沖擊臺的撞擊力也會減小，硬盤加速度相應也降低了；
結論
通過圖7的曲線對比，我們可以清楚地看到各方案的優化結果，很明顯，新方案的硬盤加速度都低于240g, 滿足設計要求。
圖7
從而得出以下兩點結論：
在沖擊、跌落等動態過程中，D殼的變形量，膠墊的變形量，是我們關心的重要數據；因為通過對它們的 掌握，我們才能判斷沖擊過程中D殼是否會與沖擊臺發生碰撞，或者D殼受到碰撞力的大小，從而能夠 判斷硬盤的加速度大小；
當D殼結構材料一定時，合理選取膠墊的厚度、硬度及其間距，都可以調整D殼與沖擊臺之間的碰撞力 大小，從而保證硬盤受到保護；
給ID設計師提供兩條建議：
在ID/ME的最初布局中就要考慮膠墊的位置、厚度和材料硬度，這些重要的參數對于后期沖擊時，HDD 是否能夠得到很好的防護都有很大的影響；
在ID/ME階段，在ME完成3D后，開模前，可以通過仿真分析，提供有效的方案對比和優化建議；
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