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航空插頭作為傳輸信號(hào)和電能的基本原件,廣泛應(yīng)用于航空航天系統(tǒng)和電子系統(tǒng)中。連接器的故障將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的傳輸可靠性。連接器在運(yùn)輸或使用過程中容易墜落地面,從而影響其使用性能。目前,我國(guó)主要通過沖擊實(shí)驗(yàn)確定航空插頭墜落地面的能力。該試驗(yàn)難以抑制墜落姿勢(shì),物理量少,試驗(yàn)成本高,試驗(yàn)后只能觀察產(chǎn)品的表面特性,不能確定內(nèi)部部件或附件是否破裂。國(guó)內(nèi)外電子家電的傳統(tǒng)墜落試驗(yàn)已逐漸由有限元模擬完成。
以電子產(chǎn)品內(nèi)存插槽連接器的下降為例explicit求解,詳細(xì)說明跌落分析。在這種情況下,只研究塑料航空插頭從1m高度,以一定的角度跌落到地面的行為表現(xiàn),以評(píng)估它是否能承受這種沖擊載荷。
創(chuàng)建或?qū)?D模型
(3D模型)
該組件由塑料航空插頭和數(shù)百個(gè)金屬上下端子組成。
材料及屬性
選擇航空插頭PA材料密度為1.56E-009tonne/mm3,泊松比為0.4,楊氏模量為82810MPa,請(qǐng)查詢應(yīng)變應(yīng)變參數(shù)的信息,此處省略。截面屬性為Solid: Homogeneous。
劃分網(wǎng)格
設(shè)置連接器網(wǎng)格控制參數(shù),定義種子,網(wǎng)格劃分,定義單元類型,檢查網(wǎng)格質(zhì)量。
定義裝配
設(shè)置分析步
創(chuàng)建一個(gè)Step,選擇Procedure Type為General: Dynamic,Explicit,單擊Continue按鈕,選擇Time Period為0.002,在Mass scaling定義質(zhì)量放大的選項(xiàng)卡。自動(dòng)縮放小于最小步長(zhǎng)的指定步長(zhǎng)。
定義輸出及相互作用
應(yīng)用Output,Field/History Output Request,Manager定義默認(rèn)輸出和檢查DMASS、ALLEN、ALLMW,完成輸出定義。
應(yīng)用Interaction去創(chuàng)建接觸屬性并定義接觸。
定義約束和邊界條件
限制邊界條件,定義初始速度和重力場(chǎng)。
創(chuàng)建并提交作業(yè)
提交操作,監(jiān)控求解過程,自動(dòng)切換到后處理模塊,檢查求解結(jié)果。
檢查定義質(zhì)量縮放在整個(gè)模型中的比例,檢查總能量、內(nèi)能、動(dòng)能、應(yīng)變能和偽應(yīng)變能。
航空插頭總結(jié)
從能量輸出圖的結(jié)果來看,總能量與應(yīng)變能相似(ALLSE)、動(dòng)能(AKKIE)與真實(shí)能量相比,偽應(yīng)變能(ALLAE)和通過質(zhì)量縮放的外部作用(ALLWM)等能量微不足道。因此,我們可以認(rèn)識(shí)到本例跌落分析的準(zhǔn)確性。
同時(shí),在模擬開始時(shí),航空插頭進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng),整個(gè)模型中只有動(dòng)能。當(dāng)連接器與地面接觸時(shí),航空插頭在碰撞開始時(shí)變形,并將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部能量。模型在整個(gè)過程中的動(dòng)能是先減少再增加再減少的趨勢(shì)。當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),動(dòng)能最終為0;應(yīng)變能是先增后減的趨勢(shì)。
應(yīng)用不同時(shí)間點(diǎn)的應(yīng)變?cè)茍D檢查航空插頭下降時(shí)的安全性,特別是航空插頭下降區(qū)域的應(yīng)變,以確定其局部區(qū)域是否損壞。
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