无线鼠标跌落测试的模拟分析

无线鼠标下落测试的模拟 由于其尺寸小重量轻的特点，便携式、手提式的电子产品越来越被普遍应用。这些产品有时不可避免地经受跌落带来的撞击载荷。在设计过程中，如果从理论和试验上都可以对这个加载情况加以说明解释，就能发展更加耐用的产品。能够模拟落地载荷情况下的可靠性，可以减小对试验测试的依赖性。Abaqus/Explicit 已经被广泛应用于检验电子产品经受机械撞击载荷的特性。 Abaqus 的主要功能和优点 对短历时、动态、非线性工况高效模拟的显式求解方法。 通用（“自动的”）接触算法以简化接触定义。 修正了的十节点四面体单元，使得复杂几何体的网格划分更加容易，还可提供精确的接触结果。 可变的质量缩放技术提高了计算效率。 独立网格划分的紧固件，使用连接件单元来进行点与点的连接，考虑了复杂的结构和机械性能，包括损坏。 时效输出的实时低通过滤可避免重叠误差。 背景知识 个人电子产品受到机械撞击载荷是很寻常的，特别是从手中或者桌上掉下来产生的撞击。能否经受这种载荷对于设计一个成功的产品很关键。 要评估一个电子产品受到撞击载荷时的响应，需要结合实验测试和分析模拟。与物理实验相比，模拟有着明显的优势：提供重复结果和模型上任意点的信息（应力、应变、加速度等等），成本低，在设计过程中，任意阶段都可以进行模拟。 在本技术简报中涉及的分析是一个无线光电鼠标从 1 米高的地方跌落的模拟。该分析主要研究电子构件在跌落过程中可能出现的故障。 有限元分析方法 鼠标模型由外壳、带有电子元件的电路板、滚轮和两个按钮组成。将外壳、按钮和滚轮划分为 10 节点四面体单元。这种单元可以很好地解决大变形、接触分析问题以及出现最小体积和剪切锁死等问题。它们的优势还在于可以利用自动四面体网格生成器来简化复杂电子部件几何模型网格划分的工作。 电路板和电子元件划分为六面体单元。电子元件作为刚体，通过基于表面的连接约束与电路板连接。连接约束将表面牢牢连接起来，在分析中是不会分开的。连接约束的优点是被连接的网格不需要匹配，电子元件允许有相对比较粗糙的网格。图 1 - 3 为组成鼠标的部件。 图 1：底座 图 2：电路板、电子元件和滚轮 3：完整的模型 所有的变形部分采用线弹性材料。对于这些预期应变很小的部件，通常都是如此处理。 实际的电脑鼠标是用螺钉、揿钮接头和线夹配合或者其他连接方式连接起来的。建立这些特性完整详细的模型是有可能的，然而目前分析...