ansys跌落實驗的案例
可靠性跌落測試，深圳可靠性跌落實驗室
跌落試驗又名“包裝跌落測試機(jī)”，為產(chǎn)品包裝后在模擬不同的棱、角、面于不同的高度跌落于地面時的情況，從而了解產(chǎn)品受損情況及評估產(chǎn)品包裝組件在跌落時所能承受的墮落高度及耐沖擊強(qiáng)度。從而根據(jù)產(chǎn)品實際情況及國家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行改進(jìn)、完善包裝設(shè)計。通常跌落高度大都根據(jù)產(chǎn)品重量以及可能掉落機(jī)率做為參考標(biāo)準(zhǔn)，落下表面應(yīng)該是混凝土或鋼制成的平滑、堅硬的剛性表面。
80%的電子產(chǎn)品損壞大都來源于跌落碰撞，研發(fā)人員往往耗費大量的時間和成本，針對產(chǎn)品做相關(guān)的質(zhì)量試驗，最常見的結(jié)構(gòu)試驗就是跌落與沖擊試驗。這種方法可靠，但也存在很多不足之處，主要表現(xiàn)在：
1.試驗的操作實施過程需要耗費大量的人力、財力，從而增加產(chǎn)品的成本。
2.試驗發(fā)生的歷程很短，很難觀察到試驗過程中的現(xiàn)象。
3.試驗測試的條件（如碰撞角度等）難以控制，使得試驗重復(fù)性很差。
4.試驗一般只能得到試驗結(jié)果，而很難觀察現(xiàn)象發(fā)生的原因。
5.試驗時很難觀察產(chǎn)品的內(nèi)部特性和內(nèi)部現(xiàn)象，如加速度響應(yīng)等。
利用LS—DYNA在產(chǎn)品開模前，對其進(jìn)行相關(guān)的模擬仿真可以很好地解決以上問題。相對于傳統(tǒng)的試驗方法，采用LS—DYNA對其進(jìn)行虛擬仿真具有如下明顯的優(yōu)點：
1.減少試驗次數(shù)和試驗成本。
2.可以直觀動態(tài)地顯示整個跌落碰撞過程各種物理量的變化。
3.不僅可以觀察產(chǎn)品的外部特性和現(xiàn)象，而且能觀察產(chǎn)品的內(nèi)部特征及現(xiàn)象。
4.邊界條件方便控制，仿真的可重復(fù)性好。
5.設(shè)計初期進(jìn)行模擬可及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的特性，并減少問題的發(fā)生。
跌落試驗 程序通常情況如下步驟：
1、試驗前樣板的準(zhǔn)備。
2、試驗前須測試產(chǎn)品的功能、安全及外觀檢查,確定正常之后方可進(jìn)行跌落試驗。
3、須按規(guī)定的方法包裝樣品（參照生產(chǎn)指令或規(guī)格書）,且配件不可漏放。
展開 揚(yáng)聲器跌落仿真實驗
01
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顯式動力學(xué)
跌落/沖擊/碰撞都屬于高度非線性。常見應(yīng)用在手機(jī)行業(yè)跌落失效分析，汽車行業(yè)碰撞失效分析，和軍工行業(yè)子彈穿甲效果分析等。對于揚(yáng)聲器來說，可以對應(yīng)用在音箱、揚(yáng)聲器單裸跌，帶包裝跌落試驗的仿真上。需要采用顯式動力學(xué)算法。
a. Solidworks。自帶一個簡單的跌落仿真模塊，計算非常快。不清楚結(jié)果是否可信。
b. Comsol。 無顯式算法。
c. Ansys。自帶AutoDYN（目前在Ansys workbench 界面下名稱是Explicit Dynamics），也購買了LS-DYNA的求解器。
d.ABAQUS。說起結(jié)構(gòu)非線性分析，不得不提ABAQUS。 顯式分析和隱式分析可以無縫銜接，相互傳遞數(shù)據(jù)。
之前一個案例用ANSYS不同求解器對比過。AutoDYN和LS-DYNA采用顯式算法，結(jié)果接近。瞬態(tài)的默認(rèn)隱式算法和上述兩種結(jié)果差異較大。
02
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揚(yáng)聲器單元裸跌
顯式動力學(xué)算法可以認(rèn)為不存在收斂問題。唯一需要注意的是時間步要足夠小，以減少計算誤差。
為簡化模型，僅取盆架一半，磁路重量通過一個集中的負(fù)載添加到盆架底部。
動態(tài)演示盆架形狀和應(yīng)力的變化，以及跌落碰撞的力傳導(dǎo)過程
03
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單元帶音箱前面板跌落
事實上，更合理的模型應(yīng)該是揚(yáng)聲器盆架+磁路+音箱進(jìn)行整體跌落仿真，才更符合實際的使用狀況。當(dāng)然這計算量會相當(dāng)大。
這個單元帶音箱前面板跌落的模型在配置還不錯的工作站上計算了將近24個小時。因為分析時間步要很非常小，比如10^(-8)s之類的。這是顯式動力學(xué)算法特性決定的。
展開 電子元器件需要做跌落實驗的常見場景
電子元器件是否需要做跌落實驗，取決于其應(yīng)用場景、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品可靠性要求。總體來說，多數(shù)電子元器件在生產(chǎn)、運輸或使用過程中可能面臨跌落風(fēng)險，因此跌落實驗是評估其可靠性的重要手段之一。
一、需要做跌落實驗的常見場景
1、終端產(chǎn)品的配套元器件
用于消費電子（如手機(jī)、筆記本、智能手表）、汽車電子、醫(yī)療器械、工業(yè)設(shè)備等終端產(chǎn)品的元器件，通常需要通過跌落實驗。因為終端產(chǎn)品在運輸、使用中可能發(fā)生意外跌落，而元器件的穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品整體功能。例如：手機(jī)中的芯片、電容、連接器，汽車傳感器，醫(yī)療設(shè)備中的精密電阻等，都需要驗證跌落時是否會出現(xiàn)焊點脫落、結(jié)構(gòu)損壞、性能失效等問題。
2、包裝運輸環(huán)節(jié)的可靠性驗證
即使元器件本身結(jié)構(gòu)堅固，其包裝后的整體抗跌落能力也需要測試。特別是批量運輸時，包裝是否能保護(hù)元器件免受跌落沖擊，是制造商和物流環(huán)節(jié)的重要考量。例如：集成電路（IC）的托盤包裝、電阻電容的編帶包裝，需要通過跌落實驗確保運輸過程中元器件不會因碰撞、掉落而損壞。
3、符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)要求
許多行業(yè)有強(qiáng)制或推薦性標(biāo)準(zhǔn)，明確要求元器件通過跌落實驗：
消費電子：如 IEC、UL 標(biāo)準(zhǔn)中，對便攜式設(shè)備的元器件有跌落測試要求；
汽車電子：ISO 標(biāo)準(zhǔn)中，對車載元器件的抗沖擊（包括跌落模擬）有嚴(yán)格規(guī)定；
航空航天：軍用標(biāo)準(zhǔn)（如 MIL-STD）中，元器件需通過極端環(huán)境下的跌落測試。
二、跌落實驗的核心目的
驗證結(jié)構(gòu)完整性：如焊點是否脫落、外殼是否開裂、引腳是否變形；
確保性能穩(wěn)定性：跌落前后的電氣參數(shù)（如電阻值、電容容量、導(dǎo)通性）是否保持正常；
降低售后風(fēng)險：提前發(fā)現(xiàn)潛在缺陷，避免終端產(chǎn)品因元器件失效導(dǎo)致退貨或安全事故。
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AnsysWB-手機(jī)跌落瞬態(tài)仿真
ANSYS workbench 電路板跌落顯示動力學(xué)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)電路板的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)電路板跌落非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)電路板跌落顯示動力學(xué)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 電路板跌落顯示動力學(xué)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進(jìn)行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機(jī)理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進(jìn)行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
應(yīng)用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行電視機(jī)抗跌落分析
【論文摘要】采用ANSYS/LS-DYNA的結(jié)構(gòu)動力分析功能，對21英寸彩色電視機(jī)連帶外包裝的跌落過程進(jìn)行模擬，得到結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動力響應(yīng)。清晰展示了不同部件的應(yīng)力、變形隨時間的變化，給出泡末的吸能率及玻殼的加速度曲線等重要參數(shù)。結(jié)果表明電視機(jī)前殼底部及內(nèi)部支撐塑性應(yīng)變較大，為損傷及破壞的危險區(qū)域，應(yīng)采取加強(qiáng)措施。同時，此模型中采用的網(wǎng)格劃分、聯(lián)接及接觸定義、求解控制等方法可用于其它型號的電視跌落分析。
電視機(jī)在行業(yè)規(guī)定的跌落測試或運輸、裝卸及使用過程中結(jié)構(gòu)可能發(fā)生破壞。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，傳統(tǒng)的跌落實驗越來越多地由計算機(jī)模擬技術(shù)完成，極大提高了企業(yè)研發(fā)能力和產(chǎn)品競爭力。在我國，電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極具規(guī)模，采用高技術(shù)是必然趨勢。
此計算工作是模擬21英寸電視整機(jī)連帶外包裝在跌落過程中結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)，將不同部件（或結(jié)構(gòu)、聯(lián)接等）在不同時刻的變形、受力狀態(tài)、破壞機(jī)理清晰展示，給設(shè)計工程師提供結(jié)構(gòu)改進(jìn)及包裝設(shè)計的理論依據(jù)。在用ANSYS/LS-DYNA對彩色電視機(jī)進(jìn)行抗跌落性能分析中，幾何模型包括整機(jī)各個部件，即前殼、后殼、玻殼、喇叭、喇叭支架、PCB板及外包裝（上下泡末、紙箱）等。如圖1所示。
圖1 電視機(jī)模型
LS -DYNA的計算結(jié)果及后處理可提供整體結(jié)構(gòu)或任何一點的動態(tài)響應(yīng)。例如整體對地面的沖擊力、整體能量變化、泡末對能量的吸收、整個結(jié)構(gòu)的受力變化等；一點的信息包括某位置的應(yīng)力、變形隨時間的變化或玻殼質(zhì)心的加速度響應(yīng)等。除此之外，還可給出各個接觸界面的接觸能、接觸力的隨時間變化曲線等。
展開 ansys18.2 PCB板跌落顯示動力學(xué)分析 ￥8.88
通過仿真，分析該P(yáng)CB板在以與地面成某一角度時跌落過程中，是否會出現(xiàn)散熱片與CPU脫離。
采用ANSYS18.2 Explicit STR顯式動力學(xué)分析模塊，對PCB板跌落過程進(jìn)行仿真。
基于ANSYS/LS-DYNA的鎂合金材料某無人機(jī)滑橇式起落架的跌落分析
課題組以某型號的植保無人機(jī)起落架為研究對象，通過有限元軟件ANSYS對起落架在滿載工況下進(jìn)行靜力分析，驗證了鎂合金作為起落架制作材料的基本可行性。并對其不同載荷和跌落速度進(jìn)行跌落仿真分析，進(jìn)一步驗證了其作為起落架制作材料的可行性[5,6]。
1 無人機(jī)起落架的模型建立
1.1 起落架結(jié)構(gòu)分析
某小型植保無人機(jī)滿載質(zhì)量為33 kg，降落時允許最大下沉速度為3 m/s，起落架要有足夠的強(qiáng)度滿足此要求。選擇的材料為稀土鎂合金，材料參數(shù)如表1所示。
表1 材料及參數(shù)
1.2 網(wǎng)格的劃分
網(wǎng)格劃分屬于有限元分析前處理階段中的必不可少的一環(huán)，并且也是十分重要的一個階段，比如網(wǎng)格尺寸大小的確定對計算的精度影響較大。本研究采用四面體主導(dǎo)的方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元尺寸為3mm，網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為115 995，單元格數(shù)量為60 211，模型網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。
圖1 網(wǎng)格劃分圖
2 起落架跌落仿真
網(wǎng)格劃分和部分設(shè)置與上文一致，在UG中新建一個平面為地面，在材料屬性中定義地面為混凝土，定義剛度行為為剛性。
本文選用ANSYS/LS-DYNA模塊作為此次仿真的模擬平臺，此平臺結(jié)合了ANSYS的強(qiáng)大前后處理功能和LS-DYNA求解器的強(qiáng)大分析能力[7],L S-D Y N A通過瞬態(tài)動力學(xué)分析結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)，ANSYS/LS-DYNA顯示時間積分采用中心差分法，即n個時間步結(jié)束后加速度的計算和LS-DYNA中的時間步長計算分別為：
式中，M為質(zhì)量矩陣；P為第n個時間步內(nèi)所施加的節(jié)點外力向量；Fint為tn時刻的內(nèi)力矢量；te為最小時間步長；Ls為單元特征長度；c為沖擊波在材料中的傳遞速度[8]。
展開 干貨視頻 | Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
視頻簡介
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進(jìn)行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機(jī)理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進(jìn)行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
現(xiàn)場公開課 | Ansys LS-Dyna結(jié)構(gòu)沖擊跌落仿真應(yīng)用培訓(xùn)
電子產(chǎn)品、電動工具以及包裝類產(chǎn)品在實際使用過程中會存在意外跌落風(fēng)險，跌落后產(chǎn)品功能是否正常、產(chǎn)品外觀是否損壞嚴(yán)重、內(nèi)部連接是否失效等等這些都給設(shè)計提出了重大挑戰(zhàn)，采用有限元分析對該工況進(jìn)行仿真已成為工程師快速了解產(chǎn)品性能和洞悉產(chǎn)品失效機(jī)理的常用方法。
本課程主要介紹采用顯式動力學(xué)分析軟件Ansys LS-Dyna對產(chǎn)品跌落進(jìn)行仿真的基本流程以及仿真中需要注意的一些要點。
01、培訓(xùn)目標(biāo)
1.掌握如何使用Ansys LS-Dyna軟件對產(chǎn)品沖擊/跌落工況進(jìn)行仿真分析;
2.理解LS-Dyna關(guān)鍵字并對關(guān)鍵字進(jìn)行編輯；
3.學(xué)習(xí)Ansys Workbench環(huán)境對LS-Dyna進(jìn)行前處理以及LS-Prepost對LS-Dyna進(jìn)行后處理。
展開 
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學(xué)分析簡例
基于ANSYS workbench-Explicit Dynamics模塊電路板跌落顯示動力學(xué)分析簡例
本實例為顯示動力學(xué)分析簡化實例，與實際工程項目相差甚遠(yuǎn)，請不要直接用于工程應(yīng)用以及論文撰寫，僅僅以此方法介紹ANSYS workbench-Explicit Dynamics的一個跌落分析的應(yīng)用。
轉(zhuǎn)載請注明出處以及作者：CAE夢想很偉大
本實例為某簡易電路板結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在對其進(jìn)行跌落分析。對焊點和接觸建立失效準(zhǔn)則，模擬跌落過程中焊點和接觸失效。
1.分析模塊定義：
2.材料屬性定義：
選擇【Explicit Materials】材料庫中的CONC-35MPA；選擇【General Non-linear Materials】材料庫中的Aluminum Alloy NL；創(chuàng)建自定義材料PCB，材料屬性設(shè)置項如圖所示。
3.創(chuàng)建幾何：
4.建立綁定接觸對、焊點以及Body Interactions：
其中綁定接觸和焊點需要建立正應(yīng)力和剪切應(yīng)力極限用于失效分析。
5.求解設(shè)置：
分析時間0.005s
設(shè)置初始速度-5m/s
地面剛性全約束
6.結(jié)果后處理
可以看出PowerConnector20以及powerdiss.123都已經(jīng)脫離PCB，焊點以及接觸均已失效，本例結(jié)束。
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基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實驗模擬
作者：大龍貓 微信公眾號：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實驗是測試材料的經(jīng)典實驗，可以測量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測量材料的抗拉強(qiáng)度，作為經(jīng)典的實驗如何獲取其模擬過程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認(rèn)的情況下，無論受力多大都不會被拉斷，其主要原因是算法的問題。
美的生活電器與ANSYS 建立仿真技術(shù)聯(lián)合實驗室
2018年12月27日，美的生活電器與ANSYS 宣布共同成立仿真技術(shù)聯(lián)合實驗室。
仿真技術(shù)聯(lián)合實驗室成立（左：陳煒杰， 右：宣雄文）
仿真技術(shù)聯(lián)合實驗室依托于ANSYS 強(qiáng)大的仿真軟件，是ANSYS 與世界五百強(qiáng)企業(yè)美的集團(tuán)下屬的生活電器事業(yè)部共同建設(shè)，將以創(chuàng)新人才培養(yǎng)、仿真平臺建設(shè)和市場需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮前后端企業(yè)的聯(lián)合優(yōu)勢，重點開展未來智能家電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究及相關(guān)創(chuàng)新產(chǎn)品的開發(fā)與合作，推動科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)深度融合，加快科技成果轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)雙方共贏。
雙方從產(chǎn)品創(chuàng)新、概念方案、成本、等方面進(jìn)行了深入交流。儀式上，陳煒杰院長代表美的生活電器對聯(lián)合實驗室的成立表示了衷心的祝賀。他在講話中提到，生活電器過去幾年在仿真領(lǐng)域取得了一定成果，但這僅僅是開始，他希望可以借助ANSYS 的技術(shù)進(jìn)一步提升美的生活電器的研發(fā)效率，為中國家電行業(yè)的健康快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。ANSYS 公司商業(yè)大客戶銷售總監(jiān)宣雄文先生表示此次與美的合作建立聯(lián)合實驗室是雙方一直以來良好合作的延續(xù)，并介紹了ANSYS 的多年來致力于仿真驅(qū)動產(chǎn)品研發(fā)的路程，及近年來在電器高科技領(lǐng)域促進(jìn)新產(chǎn)品的創(chuàng)新發(fā)展，特別希望國外的技術(shù)能夠在中國落地，為美的生活電器的研發(fā)提供強(qiáng)有力的科技支撐。
展開 Ansys Zemax | 在OpticStudio中通過幾何光線追跡來模擬楊氏雙縫干涉實驗
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概述
這篇文章旨在介紹楊氏雙縫干涉實驗背后的理論知識，并在OpticStudio中用幾何光線追跡模擬該實驗，最后比較理論和模擬的結(jié)果。
簡介
楊氏雙縫干涉實驗是物理學(xué)中最著名的實驗之一。這個實驗通過展示光從點光源到干涉圖樣的變化，揭示了光的波動特性。楊氏實驗的結(jié)果可以定性地解釋為條紋圖，也可以定量地解釋為相干因子（作為為光源寬度的函數(shù)）。兩種理論都會在本文中詳細(xì)分析。
本文將討論雙縫實驗背后的理論，并在OpticStudio的非序列模式下對該實驗進(jìn)行精確建模。
楊氏雙縫干涉實驗
楊氏雙縫干涉衍射實驗是描述空間相干性在干涉條紋形成中所起到的作用的經(jīng)典裝置。總體布局如下圖所示：
在觀察面上形成的條紋圖案取決于照亮縫隙面的光的空間相干性、雙縫之間分隔的距離以及從縫隙面到觀察面上的傳播距離。雖然將嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計數(shù)學(xué)應(yīng)用到這個問題上看似艱巨，但一旦認(rèn)識到觀察到的干涉圖樣只是來自不同點光源的基礎(chǔ)條紋的總和 [Ref. 1, Section 5.2.1] ，擴(kuò)展光源形成的條紋圖樣實際上是相當(dāng)明確的。這里我們考慮光源非相干的情況，即光源上的任意兩點以一種不相干的方式隨機(jī)輻射，比如熱白熾燈就是非相干光源。
在OpticStudio的非序列模式中，使用幾何光線追跡和表面散射及散射光線的 “重點采樣(Importance Sampling) ”，就可以很好地模擬這種裝置。在觀測面上的基礎(chǔ)條紋圖案是由擴(kuò)展光源上的每個點形成的，而在OpticStudio中，這種條紋圖案是通過使用矩形探測器對光線進(jìn)行相干探測來發(fā)現(xiàn)的。對基礎(chǔ)條紋圖案的集合（從整個光源的采樣點得到）按強(qiáng)度進(jìn)行求和，得到合成的條紋圖。
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