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AnsysWB-手機跌落瞬態仿真

本文選用ANSYS/LS-DYNA模塊作為此次仿真的模擬平臺，此平臺結合了ANSYS的強大前后處理功能和LS-DYNA求解器的強大分析能力[7],L S-D Y N A通過瞬態動力學分析結構動力學響應，ANSYS/LS-DYNA顯示時間積分采用中心差分法，即n個時間步結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為質量矩陣；P為第n個時間步內所施加的節點外力向量；Fint

瞬態動力學是一門用于計算載荷隨時間變化的結構動力學，結構的速度、加速度、位移和力都可以隨時間變化。Simcenter 3D具有優秀的瞬態動力學分析能力，本文就是介紹使用Simcenter 3D瞬態動力學進行筆記本電腦角跌落的分析過程。首先，我們需要定義實際筆記本電腦的跌落工況（如圖2）。根據企業標準，該筆記本電腦從450mm的高處跌落到地面上，角部落地。

電子行業專屬解決方案 研發階段：提供多角度、多高度、多跌落面組合測試，配合高速相機、熱像儀外接功能，實時捕捉跌落瞬態形變、溫度變化，精準定位設計缺陷，縮短產品迭代周期 60%。 量產階段：全自動機型支持批量連續測試，無需人工干預，單臺設備日測產能超 500 臺，適配產線大規模質檢需求；自動生成標準化測試報告，滿足市場認證與溯源要求。

沖擊試驗機：模擬瞬態的“猛烈碰撞” 核心場景：模擬持續時間極短、加速度極高的沖擊脈沖。這種沖擊可能來源于爆炸、車輛碰撞、火炮發射，或運輸過程中的粗暴裝卸。 物理本質：關注的是產品在瞬間（通常為幾毫秒到幾十毫秒） 承受極高加速度（可達數百乃至上萬G值）的能力。 測試目的： 考核產品內部結構的抗沖擊強度，特別是焊接點和接插件的牢固性。

? 顯式 + 隱式雙引擎，動靜兼修：以顯式動力學為核心，高效處理碰撞、沖擊、跌落等毫秒級瞬態問題；同步支持隱式分析，覆蓋準靜態、疲勞、熱 - 結構耦合等場景，實現 “一次建模、多工況求解”。

概述 瞬態響應：又叫動態響應或者暫態響應，指系統在某一典型時域信號輸入作用下，其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。平常遇到的跌落、沖擊、碰撞等等都是瞬態響應的過程。

Abaqus/Explicit 適用于模擬高度非線性動力學和準靜態分析（可以考慮絕熱效應）、完全耦合瞬態- 位移分析、聲固耦合分析；還可以進行退火過程模擬，從而適用于多步驟成型模擬。Abaqus/Explicit 特別適用于分析瞬態動力學問題，例如：手機和其他電子產品的跌落實驗，彈道沖擊和汽車子系統的沖擊等。

Dytran&Actran聯合仿真概述在碰撞及跌落分析中，如何計算結構在整個響應過程中的聲學響應？本案例以啞鈴跌落甲板為例，展示如何計算其在跌落過程中的應力響應與時域的聲學響應。圖 1 啞鈴跌落分析01瞬態沖擊分析約束金屬板四周的自由度，設置啞鈴碰撞的初始速度以及與板之間的接觸邊界條件。

(3)跌落試驗，如各種物體(武器彈藥、化工產品、儀器設備、電器如遙控器、手機、電視機等)的跌落過程仿真。 (4)金屬彈塑性大變形成型，如鈑金沖壓成型、全三維鍛造成型等。

Abaqus/Explicit可以模擬高度非線性動力學和準靜態分析（可以考慮絕熱效應）完全耦合瞬態-位移分析、聲固耦合分析，還可以進行退火過程模擬，及沖壓成型的回彈分析。Abaqus/Explicit 適用于分析瞬態動力學問題，例如，手機和其他電子產品跌落時跌落實驗，彈道沖擊，汽車系統和新能源汽車電池包的沖擊及跌落分析等。基于表面的流體空腔可用于模擬填充了流體或氣體的結構。

Ansys LS-DYNA適用于分析涉及接觸、大變形、非線性材料、瞬態響應和/或需要顯式解決方案的問題。LS - DYNA Workbench 系統（WB LS - DYNA）允許用戶使用 LS - DYNA 求解器對模型進行顯式動力學分析。

一、培訓目標 1.學員可基本掌握ANSYS動力學分析基本操作流程，了解實際振動/沖擊/跌落工況中該如何正確選用對應的分析類型和分析模塊; 2.在實操練習中進一步熟悉軟件界面，掌握常規振動（掃頻振動/隨機振動）、沖擊跌落以及頻域振動疲勞仿真分析方法； 3.通過工程問題答疑和探討的形式幫助學員更好地把仿真工具應用于實際產品的開發之中。

2、拉格朗日 、歐拉和任意歐拉-拉格朗日算法3、氣囊仿真的有限體積法Altair Radioss結構分析求解器應用領域包括:碰撞安全、跌落和沖擊、爆炸和水動力沖擊、流固耦合、終端彈道學、高速沖擊、加工成型和復合材料鋪層等。

Abaqus/Explicit 特別適合分析承受沖擊載荷并隨后在結構內經歷復雜接觸相互作用的結構的瞬態動態響應。此類問題的一個示例是 Contact 中介紹的電路板跌落測試。在這個例子中，一塊放在泡沫包裝中的電路板從 1 m 的高度跌落到地板上。問題涉及包裝和地板之間的沖擊，以及電路板和包裝之間快速變化的接觸條件。

使用Ansys Mechanical和LS-DYNA對相機在地板上的一系列沖擊和彈跳過程進行顯式動力學模擬，其中 LS - DYNA 用于解決跌落物理問題，然后通過STAR工具將其導入Ansys Zemax OpticStudio Enterprise，進而研究對光學性能產生的影響。

采用我們行業領先的SIMULIA求解器，結合先進的人體舒適度建模技術，能準確地預測穩態、初始瞬態以及完整瞬態條件下的溫度感受和舒適度以及它們對電池續航里程的影響。驗證電池和電子組件的熱管理，包括極端天氣條件下的狀況，優化電池布局或材料選擇。采用SIMULIA工具不僅可以節省電力，而且還可以延長電池的續航里程。