跌落仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-26
跌落仿真的視頻教程
Abaqus跌落仿真技術(shù) & IPhone6手機(jī)跌落模擬實(shí)例
視頻講解為原理性內(nèi)容講解與軟件技巧分享，演示Abaqus跌落仿真的操作過(guò)程，其中涉及到： 1）跌落仿真原理及基本流程，就算是新手不會(huì)操作，經(jīng)過(guò)視頻講解至少可以清楚的講述電子產(chǎn)品跌落模擬過(guò)程，做到心中有數(shù)； 2）Abaqus跌落仿真的材料(材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正、材料應(yīng)變率效應(yīng))、Elements選擇以及接觸關(guān)系等知識(shí)； 3）Abaqus軟件跌落分析中提高計(jì)算效率及結(jié)果快速查看技巧，包括質(zhì)量縮放&
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ABAQUS電子產(chǎn)品整機(jī)跌落仿真（12月3日直播錄屏）
適用人群：希望從事仿真行業(yè)的畢業(yè)生，產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的工程師 課程大綱： 跌落仿真分析 -整機(jī)跌落仿真分析的基本流程； -如何提高跌落仿真精度？子模型法操作實(shí)例； -如何快速識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域？ -材料的應(yīng)變率效應(yīng)；
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LS DYNA自動(dòng)多次重復(fù)跌落仿真
本課程講解了，通過(guò)Bat腳本聯(lián)合LS-RUN LS Prepost軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的多次跌落仿真分析。介紹使用ANSA作為網(wǎng)格工具聯(lián)合LS DYNA進(jìn)行仿真分析的技術(shù)要點(diǎn)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)員可實(shí)現(xiàn)使用LS DYNA進(jìn)行多次重讀跌落的仿真分析。
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跌落仿真的實(shí)例教程
應(yīng)力-應(yīng)變曲線：
用高速拉伸試驗(yàn)機(jī)測(cè)得材料在不同應(yīng)變率下的工程應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，然后計(jì)算出真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，再減去彈性變形，得到仿真分析用到的塑性應(yīng)變-應(yīng)力曲線。
2、跌落仿真分析速度慢：
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(gè)行業(yè)的弱勢(shì)，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(gè)觀點(diǎn)：
1）在配合包裝仿真分析的物理驗(yàn)證試驗(yàn)過(guò)程中，建議配上高速攝像機(jī)，國(guó)高材分析測(cè)試中心的高速拉伸試驗(yàn)機(jī)，配備高速相機(jī)，據(jù)說(shuō)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(shí)在包裝崗位的仿真分析工作中，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力強(qiáng)度分析，根據(jù)分析結(jié)果評(píng)估包裝方案。
（材料仿真系列課程）
問(wèn)題二：實(shí)際問(wèn)題分析中如何計(jì)算受力大??？
Q：有一個(gè)問(wèn)題咨詢下大家，一個(gè)插座通過(guò)許多插針固定在PCB板上，假設(shè)其可受力50N，如何通過(guò)仿真判斷其包裝是否可靠？插座上針都畫(huà)成網(wǎng)格很困難，只能虛擬裝配下，如何計(jì)算其跌落過(guò)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(shí)驗(yàn)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） 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。
展開(kāi) 近年來(lái)，數(shù)值仿真已越來(lái)越多應(yīng)用在消費(fèi)電子和高科技行業(yè)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中合理使用數(shù)值仿真是提升研發(fā)效率的有效途徑[1]。而電子產(chǎn)品整機(jī)跌落仿真是其中一種常見(jiàn)的仿真類型。
通過(guò)跌落仿真，可以在設(shè)計(jì)早期查看結(jié)構(gòu)的變形和損傷，以趕在開(kāi)模之前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化：
跌落前后結(jié)構(gòu)對(duì)比
跌落仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
跌落仿真設(shè)置過(guò)程-仿真工程師曾經(jīng)的“痛苦源泉”
然而整機(jī)跌落仿真設(shè)置本身卻曾經(jīng)是仿真工程師的“痛苦源泉”——由于需要考慮整機(jī)所有部件（除了小部分簡(jiǎn)化）的結(jié)構(gòu)和材料，通常模型十分復(fù)雜，對(duì)仿真工程師來(lái)說(shuō)，是最不愿意面對(duì)的仿真任務(wù)：
這其中，需要耗費(fèi)大量的仿真工程師幾何清理和網(wǎng)格調(diào)整的時(shí)間，很多時(shí)候還需要和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行反復(fù)的幾何調(diào)整溝通。而網(wǎng)格劃分的質(zhì)量不僅會(huì)直接影響計(jì)算時(shí)間，更讓人崩潰的是，很可能因?yàn)槟硞€(gè)網(wǎng)格的質(zhì)量較差，在計(jì)算過(guò)半，已經(jīng)花費(fèi)了大量等待時(shí)間后，會(huì)忽然出現(xiàn)因?yàn)榫W(wǎng)格畸變而 abort 的結(jié)果，并且網(wǎng)格的調(diào)試也沒(méi)有明確的方法，只能不斷耗費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間以期待獲得好的結(jié)果。
在一些比較標(biāo)準(zhǔn)的部件上，還可能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累，形成通用的網(wǎng)格模版，然而消費(fèi)類電子產(chǎn)品迭代快，外形和整體設(shè)計(jì)的變化都很大，很難形成比較通用的模版，并且往往有很多小特征，例如拔模角，小臺(tái)階，熱鉚柱，小縫隙等等，給模型簡(jiǎn)化和網(wǎng)格劃分都帶來(lái)很大的困難。
但另一方面，例如耳機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品通常并不要求劃分六面體網(wǎng)格，因?yàn)檫@的確很難做到，只需要?jiǎng)澐指哔|(zhì)量的四面體單元即可，因此 SimLab 提供的方便易用的幾何簡(jiǎn)化功能，和高效的四面體網(wǎng)格劃分技術(shù)十分適用。
SimLab - 方便易用的簡(jiǎn)化功能
SimLab 提供了快速的幾何簡(jiǎn)化功能，這使得仿真工程師可以自行快速批量處理小圓角，小臺(tái)階以及簡(jiǎn)化電子元器件和螺紋等。
展開(kāi) 近年來(lái)，數(shù)值仿真已越來(lái)越多應(yīng)用在消費(fèi)電子和高科技行業(yè)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中合理使用數(shù)值仿真是提升研發(fā)效率的有效途徑[1]。而電子產(chǎn)品整機(jī)跌落仿真是其中一種常見(jiàn)的仿真類型。
通過(guò)跌落仿真，可以在設(shè)計(jì)早期查看結(jié)構(gòu)的變形和損傷，以趕在開(kāi)模之前對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化：
跌落前后結(jié)構(gòu)對(duì)比
跌落仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
一、跌落仿真設(shè)置過(guò)程-仿真工程師曾經(jīng)的“痛苦源泉”
然而整機(jī)跌落仿真設(shè)置本身卻曾經(jīng)是仿真工程師的“痛苦源泉”——由于需要考慮整機(jī)所有部件（除了小部分簡(jiǎn)化）的結(jié)構(gòu)和材料，通常模型十分復(fù)雜，對(duì)仿真工程師來(lái)說(shuō)，是最不愿意面對(duì)的仿真任務(wù)：
這其中，需要耗費(fèi)大量的仿真工程師幾何清理和網(wǎng)格調(diào)整的時(shí)間，很多時(shí)候還需要和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行反復(fù)的幾何調(diào)整溝通。而網(wǎng)格劃分的質(zhì)量不僅會(huì)直接影響計(jì)算時(shí)間，更讓人崩潰的是，很可能因?yàn)槟硞€(gè)網(wǎng)格的質(zhì)量較差，在計(jì)算過(guò)半，已經(jīng)花費(fèi)了大量等待時(shí)間后，會(huì)忽然出現(xiàn)因?yàn)榫W(wǎng)格畸變而 abort 的結(jié)果，并且網(wǎng)格的調(diào)試也沒(méi)有明確的方法，只能不斷耗費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間以期待獲得好的結(jié)果。
在一些比較標(biāo)準(zhǔn)的部件上，還可能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)的積累，形成通用的網(wǎng)格模版，然而消費(fèi)類電子產(chǎn)品迭代快，外形和整體設(shè)計(jì)的變化都很大，很難形成比較通用的模版，并且往往有很多小特征，例如拔模角，小臺(tái)階，熱鉚柱，小縫隙等等，給模型簡(jiǎn)化和網(wǎng)格劃分都帶來(lái)很大的困難。
但另一方面，例如耳機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品通常并不要求劃分六面體網(wǎng)格，因?yàn)檫@的確很難做到，只需要?jiǎng)澐指哔|(zhì)量的四面體單元即可，因此 SimLab 提供的方便易用的幾何簡(jiǎn)化功能，和高效的四面體網(wǎng)格劃分技術(shù)十分適用。
二、SimLab - 方便易用的簡(jiǎn)化功能
SimLab 提供了快速的幾何簡(jiǎn)化功能，這使得仿真工程師可以自行快速批量處理小圓角，小臺(tái)階以及簡(jiǎn)化電子元器件和螺紋等。
展開(kāi) 一、概述
在分析求解某模型碰撞/跌落過(guò)程產(chǎn)生的作用力時(shí)（接觸力），由于力的作用時(shí)間很短且與實(shí)際作用時(shí)間有關(guān)，會(huì)首先考慮采用顯示動(dòng)力學(xué)求解。
其中，顯示動(dòng)力學(xué)的動(dòng)力平衡方程為
（t）表示某時(shí)刻t對(duì)應(yīng)的數(shù)值。P為外力，I為單元內(nèi)力。
u為位移，u'為速度，u”為加速度。
在顯示動(dòng)力學(xué)中，對(duì)加速度在時(shí)間上進(jìn)行積分采用中心差分方法，在計(jì)算速度的變化時(shí)假定加速度為常數(shù)。應(yīng)用這個(gè)速度的變化值加上前一個(gè)增量步中點(diǎn)的速度來(lái)確定當(dāng)前增量步中點(diǎn)的速度：
速度對(duì)時(shí)間的積分并加上在增量步開(kāi)始時(shí)的位移以確定增量步結(jié)束時(shí)的位移：
這樣，在增量步開(kāi)始時(shí)提供了滿足動(dòng)力學(xué)平衡條件的加速度。得到了加速度，在時(shí)間上“顯式地”前推速度和位移。
材料應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)關(guān)系
而應(yīng)變?yōu)閼?yīng)變速率對(duì)時(shí)間的積分
結(jié)合上面的方程，對(duì)有限元模型進(jìn)行積分求解，可以得到外部作用力P，也就是碰撞時(shí)的接觸力。其中，內(nèi)力I由分析模型材料的強(qiáng)度和網(wǎng)格單元決定，設(shè)定的初始速度和分析作用時(shí)間作為分析的已知條件。
下面就以玻璃杯跌落仿真分析的實(shí)例，引申出車載導(dǎo)航屏的碰撞分析，分析采用Abaqus顯示動(dòng)力學(xué)求解器。
二、玻璃杯的跌落仿真
上圖為玻璃跌落仿真結(jié)果動(dòng)態(tài)圖，分析前需要計(jì)算出碰撞時(shí)的初始速度來(lái)省略在空中的跌落過(guò)程，以便縮短分析時(shí)間，其次在模型中添加重力加速度。
而分析模型為了得到玻璃破碎的過(guò)程，需要對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置：
1、 材料的脆性斷裂設(shè)置
創(chuàng)建脆性材料玻璃，包括彈性模量密度等，主要是創(chuàng)建Brittle Cracking。（具體參數(shù)設(shè)置與說(shuō)明見(jiàn)附件教程）
2、Field Output里設(shè)置狀態(tài)輸出
3、單元設(shè)置
殼單元的類型最好選擇三角形單元，這樣裂紋會(huì)更隨機(jī)符合實(shí)際情況。如果是3D模型，則采用四面體單元。
展開(kāi) Abaqus DEM顆粒包裝袋跌落仿真 ￥389
-正視圖
包裝跌落-頂視圖
包裝跌落-后視圖
付費(fèi)部分獲取本文案例-“顆粒填充”和“跌落仿真”的2個(gè)inp文件，附宏文件和利用宏文件進(jìn)行渲染的操作指導(dǎo)等資料。
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跌落仿真的最新內(nèi)容
虛擬跌落測(cè)試仿真
物理跌落測(cè)試是質(zhì)量保證中一個(gè)成熟且有效的方法，但物理測(cè)試只能在產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)和可測(cè)試版本完成之后才能進(jìn)行。此外，物理測(cè)試不僅成本高昂而且極為耗時(shí)，更不用說(shuō)在研發(fā)流程后期更改設(shè)計(jì)的成本了。這就是許多公司使用仿真來(lái)進(jìn)行虛擬跌落測(cè)試的原因，將其作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的一部分，而不是流程完成后的一個(gè)步驟。
Ansys LS-DYNA?軟件是大多數(shù)行業(yè)進(jìn)行跌落測(cè)試仿真的標(biāo)準(zhǔn)仿真工具。
針對(duì)這些問(wèn)題，LS-DYNA提供了一系列仿真解決方案，涵蓋不同工況下的跌倒與跌落仿真、沖擊響應(yīng)分析，以及靈巧手的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、抗沖擊性能評(píng)估和潛在的結(jié)構(gòu)斷裂模擬等。
AnsysWB-手機(jī)跌落瞬態(tài)仿真4個(gè)月前
AnsysWB-手機(jī)跌落瞬態(tài)仿真
一期一會(huì) | 什么是跌落測(cè)試？6個(gè)月前
Ansys LS-DYNA?軟件是大多數(shù)行業(yè)進(jìn)行跌落測(cè)試仿真的標(biāo)準(zhǔn)仿真工具。這是一個(gè)有限元分析（FEA）平臺(tái)，可在時(shí)域中求解，并考慮質(zhì)量、動(dòng)量、復(fù)雜材料和復(fù)雜接觸條件，這正是工程師進(jìn)行跌落測(cè)試仿真時(shí)所需要的。仿真不僅可以幫助工程師了解其產(chǎn)品及其包裝的跌落行為，而且還可以快速開(kāi)展參數(shù)化“假設(shè)”研究，以推動(dòng)這些設(shè)計(jì)。
其功能覆蓋線性/非線性結(jié)構(gòu)分析、振動(dòng)聲學(xué)、疲勞壽命、熱-結(jié)構(gòu)耦合等多場(chǎng)景（例如電子設(shè)備的熱-結(jié)構(gòu)協(xié)同仿真、新能源汽車電池包的電-熱-力耦合優(yōu)化），尤其在輕量化設(shè)計(jì)與創(chuàng)新優(yōu)化中表現(xiàn)突出：
支持拓?fù)鋬?yōu)化（如復(fù)雜晶格結(jié)構(gòu)）、形貌優(yōu)化（薄壁件）等多種算法，可在滿足強(qiáng)度要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)材料高效利用；
通過(guò)統(tǒng)一模型架構(gòu)，工程師能無(wú)縫銜接隱式與顯式分析（如從螺栓預(yù)緊力計(jì)算到跌落測(cè)試仿真），避免多軟件切換的效率損耗
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? 應(yīng)用2、消費(fèi)電子仿真：多角度跌落建模工具
在消費(fèi)電子行業(yè)中，Radioss 也得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在電子設(shè)備跌落測(cè)試中。
我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)多次跌落建模工具，用戶可以一鍵設(shè)置：
跌落角度；
接觸面；
重力方向；
初始速度。
通過(guò)這個(gè)插件，用戶可以快速生成多個(gè)不同跌落姿態(tài)的仿真模型，支持批量仿真。
基于SimLab的耳機(jī)充電底座的多角度跌落分析10個(gè)月前
因此，只有能夠在有限時(shí)間內(nèi)，快速高效的完成多個(gè)方向的跌落仿真，才能發(fā)揮跌落仿真的最大價(jià)值。
本文基于 SimLab 對(duì)一個(gè)耳機(jī)充電底座進(jìn)行跌落仿真分析，用實(shí)際案例展示 SimLab 軟件在電子產(chǎn)品跌落仿真方面的優(yōu)勢(shì)。
? 應(yīng)用2、消費(fèi)電子仿真：多角度跌落建模工具
在消費(fèi)電子行業(yè)中，Radioss 也得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在電子設(shè)備跌落測(cè)試中。
我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)多次跌落建模工具，用戶可以一鍵設(shè)置：
跌落角度；
接觸面；
重力方向；
初始速度。
通過(guò)這個(gè)插件，用戶可以快速生成多個(gè)不同跌落姿態(tài)的仿真模型，支持批量仿真。
因此，只有能夠在有限時(shí)間內(nèi)，快速高效的完成多個(gè)方向的跌落仿真，才能發(fā)揮跌落仿真的最大價(jià)值。</p><p><br></p><p>本文基于 SimLab 對(duì)一個(gè)耳機(jī)充電底座進(jìn)行跌落仿真分析，用實(shí)際案例展示 SimLab 軟件在電子產(chǎn)品跌落仿真方面的優(yōu)勢(shì)。
