诺基亚5130仿真研究初稿.docx
- 文档编号:30047643
- 上传时间:2023-08-04
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:212.63KB
诺基亚5130仿真研究初稿.docx
《诺基亚5130仿真研究初稿.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《诺基亚5130仿真研究初稿.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
诺基亚5130仿真研究初稿
《物流运输包装设计》
课程设计
说
明
书
学生姓名:
张付龙
专业:
08包装工程
学号:
08195078
指导教师:
舒祖菊
完成时间:
2011.5.29
目录
一、仿真研究对象简介………………………………………
(1)
1.1仿真对象规格参数…………………………………
(1)
1.2仿真对象外观照片………………………………
(1)
二、仿真研究的目的…………………………………………
(2)
三、ANSYS仿真跌落试验………………………………………
(2)
3.1ANSYS瞬态分析简介…………………………………
(2)
3.2跌落试验的模型数据…………………………………
(2)
3.3跌落试验的分析步骤…………………………………
(2)
3.4跌落试验的结果与讨论……………………………(7)
四、仿真研究结果与讨论……………………………………(7)
五、仿真研究结论……………………………………………(8)
六、主要的参考文献……………………………………………(8)
诺基亚5130XM手机包装仿真研究
【摘要】:
对诺基亚5130手机包装进行跌落试验,检测包装设计的效果。
对于动态加载情况,ANSYS/Explicit提供先进方法用于连续体非线性结构的动态仿真。
通过有限元仿真代替真实的跌落试验,以降低试验成本,提高实验效率。
仿真试验得到的结果与真实包装试验结果进行了比对,结果相似。
在包装材料出现破损时,剪切应力集中通常出现在发生包装破损同样的地方。
随着跌落高度的增大,应力增大,这与实际吻合很好。
【关键词】:
诺基亚5130XM手机包装跌落测试包装件有限元仿真仿真试验
【引言】:
碰撞问题是在经济建设和社会生产实际生活中经常大量遇到的问题。
凡是有形的物质产品,如当今盛行的手机、便携式电脑、电子词典和一些其它的电子器件等等从投产开始,直到产品完全报废,总是不经意间与它外界的物品发生碰撞,这是不可避免的。
所以,许多产品在设计过程都会考虑产品在未来发生碰撞会发生什么样的后果,还能不能继续使用。
如果不能使用时,那么它的损伤程度到底有多大?
即有一个可靠性的问题。
但是,以前的试验几乎都是对产品样本进行实物试验,实验作用时间很短,不易控制,而测得的物理量也很有限,无法获得空间和时间上的连续结果,不能完整显示跌落过程的结构响应和结构振动变形机理,因此,根本无法达到想要解决问题的目的。
而现在利用ANSYS进行计算机仿真,可以得到我所关注的参数,如结构整体应力变形,结合不同工艺参数,找到适当的工艺过程,这样不但使产品抗跌落、耐冲击的能力得到提高,而且还弥补了实物实验的不足。
一、仿真研究对象简介
1、规格参数:
上市时间:
2009年02月网络频率:
GSM/GPRS/EDGE;850/900/1800/1900MHz可选颜色:
红黑/蓝黑/灰色 屏幕参数:
26万色TFT彩色屏幕;240×320像素,2.0英寸WAP上网:
支持书签标准配置:
锂电池,充电器,1GBmicroSD卡操作系统:
SymbianS40V5电池:
BL-5C,最通用的,和3110C等可互换,也可以使用BL-5CT型号电池一般待机情况下可维持三天电池容量1020毫安。
2、外观照片:
二、仿真研究的目的
随着当今社会科技的高速发展,许许多多的先进高科技电子产品应运而生,这其中就包括手机的诞生。
手机生产商将手机生产出来毕竟要考虑销售的问题,而销售又要考虑到异地销售的问题,异地销售又涉及到运输问题,怎样才能完好无缺的将产品运送到销售地点是销售商急切考虑的问题之一。
这就需要对产品进行采取保护性的措施即包装。
包装是现代商品生产和营销最重要的环节之一。
包装的优劣直接关系到商品在市场流通中的价值。
而产品在物流运输流通环节可能会出现很多有损产品的现象,这就要包装体现保护产品的作用。
而包装所能遭受最大损坏时而保证产品完好无损是至关重要的。
接下来就需要很多的实验来测试一种包装的性能问题。
但是实物试验有时不能达到想要解决的根本问题,而且还浪费材料,这就需要模拟实物来进行测试研究了。
现通过模拟实体包装进行仿真试验来测试手机包装在运输流通过程中可能会出现的碰撞、冲击以及跌落等有可能对正常的产品造成损坏的问题的微观解释。
ANSYS软件能够全面地提供模拟包装结构的整体变形、应力及应变等问题的瞬态分析,以达到本次仿真研究的目的。
三、ANSYS仿真跌落试验1、ANSYS瞬态分析简介瞬态动力学分析(也称时间历程分析)是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构动力学响应的一种方法。
可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷及其随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力。
载荷与时间的相关性使得惯性力和阻尼变得比较重要。
瞬态动力学分析求解的基本运动方程如下:
【M】{ü}+【C】{ú}+【K】{u}={F(t)}
式中:
【M】为质量矩阵;【C】为阻尼矩阵;【K】为刚度矩阵;{ü}为节点加速度向量;{ú}为节点速度向量;在任意给定的时间t,这个方程可以看作是一系列考虑了惯性力和阻尼的静力学平衡方程。
ANSYS程序使用时间积分法在离散点上求解该方程。
2、跌落试验的模型数据本试验是采用铝合金方盒模型代替手机的包装盒进行的仿真跌落试验。
所用铝合金材料的具体参数如下:
弹性模量为1.03e6psi;密度为2.5e-4(1bfsec²/in4);泊松比为0.334;屈服应力为5000psi;切线硬化模量为20000psi。
各边长20in,厚度为0.1in,5个面,成一定角度下落。
铝盒从72英寸的高度在重力加速度为386.4in/sec2作用下自由下落,不计空气阻力。
为了增加计算机的运算效率,可以给铝盒模型一个适当初速度,本试验给模型盒的初速度为零。
3、跌落试验的分析步骤
(1)有限元模型的建立。
打开ANSYS选项菜单,在登录界面选择“ANSYS/LS-DYNA”,同时,选择“DropTestModuleforANSYS/LS-DYNA”复选框,启动ANSYS跌落试验模块。
然后创建边长为20英寸的正方体,先删掉体,然后再删掉一个面,即为一个5个面的方盒。
打开单元类型定义对话框,在“LS-DYNAExplicit”中选择“Shell163”,在算法选择框中选择“S/RCO-rotation”算法,完成单元类型的定义及算法的选择。
接着打开材料定义对话框,默认选择材料编号为1,在“AvailableMaterialModels”对话框中选择“Plasticity”,紧接着选择“BilinearKinematic”确定,在打开的对话框。
已定义单元和材料分配给模型的5个面,定义网格划分线尺寸为4,映射划分模型的5个面。
如下图所示:
(2)跌落试验模块的基本设置。
先打开“跌落参数设置”对话框,在“Basic”选项卡中,在“Gravity”下拉复合框中选择或直接输入重力加速度的数值。
由于是自由跌落,故加速度值为正常的默认加速度值。
在“DropHeight”部分设置跌落高度为52英寸,在参考点“Reference”下拉列表框中选择“LowestObjPoint”,即跌落对象的最低点。
在“SetOrientation”部分设置跌落对象的角度,单击“Rotate”,将弹出“Pan-Zoom-Rotate”对话框,可以直接控制跌落对象的跌落角度,设置完成后关闭对话框。
然后继续设置其他要求的参数。
在“SolutionTime”部分设置求解时间,选择“Startanalysisatdroptime”,并在“Runtimeafterimpact”编辑框中输入“1”.即设置求解时间从跌落开始,并在落地碰撞后延迟一段时间。
最后在“NumberofResultsOutput”中设置输出结果文件的数量分别为“20”。
确定后程序将自动建立号刚性目标面模型,如下图所示:
(3)求解与结果显示。
先保存数据库文件。
选择求解功能进行求解。
求解完成后选择要察看的结果,可以直接显示跌落过程的动画。
再打开“绘制时间历程参量”对话框,选择“Displancement”中的“ScreenCSUy”确定,绘制跌落对象中心点和最低点的Y向位移随时间变化曲线,如下图所示:
位移随时间变化的曲线
由图可以看出:
由于求解的时间稍短暂些,故跌落对象中心点和最低点的Y向位移随时间变化曲线重合。
从新打开“绘制时间历程参量”对话框,选择“Velocity”中的“ScreenCSVy”确定,绘制跌落对象中心点和最低点的Y向速度随时间变化曲线,如下图所示:
由图可以看出:
由于求解的时间稍短暂些,故跌落对象中心点和最低点的Y向位移随时间变化曲线重合。
速度随时间变化曲线
打开“绘制时间历程参量”对话框,选择“Acceleration”中的“ScreenCSAy”确定,绘制跌落中心点和最低点的Y向加速度随时间变化曲线,如下图所示:
加速度随时间变化曲线
最后在选择读入不同步的结果,绘制不同时刻等效应力等值图,如下图所示:
等效应变等值图
等效加速度等值图
等效位移等值图
4、跌落试验的结果与讨论按照所设置的简化模型数据参数以及相应的实验步骤正确地完成了整个仿真跌落试验的全过程。
试验最终所得数据绘制成曲线如图所示。
由所绘制的曲线可以清楚的看出包装模型在跌落的整个过程中任意时刻位移、速度以及加速度随时间变化的关系。
由于求解时间的不同以及加速度和初速度的不同,使得所绘制的曲线与正常的曲线在视觉上有所不同,但在相同的坐标系中,所求解的结果是符合条件的。
此外,所绘制的等效等值图可以更加简单明确的看出包装模型从跌落开始到完成跌落的整个过程中,包装盒模型中心点和最低点所受到的应变、位移以及加速度随时间变化的关系。
由以上所绘制的参量随时间变化的曲线及等效等值图可以分析包装盒模型在跌落是任意时刻的参量变化,以达到仿真研究的目的。
四、仿真研究结果与讨论
通过仿真跌落试验我们可以知道,产品包装的跌落的高度,、跌落的加速度、跌落的角度、跌落的初速度等因素都会影响包装的质量,从而也会对内装物造成损坏等其它不利于产品的质量安全的影响。
这就要求在做包装设计时,要充分考虑到产品在运输流通环境中遇到的冲击、碰撞以及振动等可能会造成产品损伤的因素,不断地通过实物试验以及仿真模拟试验来讨论和研究影响包装质量的因素。
此外,通过仿真模拟试验还可以解决一些实物试验不能解决的问题,比如包装结构的整体变形、应力及应变等问题的瞬态分析,从更加细微的角度来研究包装在运输流通环节出现的各种问题,根据研究的试验数据对包装进行改进,使其更优化,保证产品在运输流通中完好无损。
五、仿真研究结论
本次仿真试验采用的铝合金材料做模拟仿真,试验结果能较好的提供了仿真模拟所需要的全部数据及分析结果效果图。
由仿真模拟效果图可以得知:
该诺基亚5130XM手机的包装目前还较为合理,在运输流通环节中能够很好的保护产品免受损坏,且该包装材料的材质较好,能够保证产品在长时间的流通运输过程中安全无破坏,是目前较为理想的高质量包装。
六、主要参考文献
1、彭国勋主编.物流运输包装设计.北京:
印刷工业出版社,2010
2、张乐乐、谭南林、焦风川等编著.ANSYS辅助分析应用基础教程.北京:
清华大学出版社、北京交通大学出版社,2006
3、谭天水、刘明治、刘海东、刘士华、赵德胜等.“ANSYS仿真跌落试验”.西安:
西安电子科技大学
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 诺基亚 5130 仿真 研究 初稿