【实例】电子连接器跌落分析

发布时间:2019-01-04 14:37:20

电子连接器作为传递信号和电能的基础原件,广泛应用于航天系统、电子系统中,连接器的失效将直接影响整个系统的传输可靠性。连接器在运输或者使用过程中易跌落地面受到撞击,从而影响其使用性能。

目前,国内主要通过撞击实验来确定电子连接器跌落到到地板上承受撞击的能力。这种试验难以控制跌落姿态,所能测得的物理量较少,试验成本也较高,且试验结束后只能观察产品表面特性,无法确定内部零件或附件是否破裂。国内外电子、家电产品的传统跌落试验已逐步由有限元仿真来完成。


下面以某电子产品内存插槽连接器的跌落为例,采用explicit求解,详细讲解跌落分析。在本例中仅研究该塑料的电子连接器从1m高度,以一定的角度跌落至地面时的行为表现,以此来评价是否具有能够承受这种冲击载荷的能力。


创建或导入3D模型



该组件由一个塑料材质的电子连接器和上百个金属材质的上下排端子组成。


材料及属性


该电子连接器选用PA材料,该材料密度为1.56E-009tonne/mm³,泊松比为0.4,杨氏模量为82810MPa,应变应变参数请查询资料,此处略去。截面属性为Solid:Homogeneous







划分网格


设置连接器网格控制参数、定义种子、网格划分、定义单元类型、检查网格质量。






定义装配



设置分析步


创建一个Step,选择Procedure TypeGeneral: Dynamic,Explicit,单击Continue按钮,选择Time Period0.002,在Massscaling选项卡,定义质量放大。采用设定很小时间增量步长的方式,小于很小步长的自动缩放到设定步长。





定义输出及相互作用


应用Output,Field/History

Output Request,Manager定义默认输出并勾选DMASSALLENALLMW,完成输出定义。


应用Interaction去创建接触属性并定义接触。





定义约束及边界条件


定义约束边界条件、定义初速度及重力场。






创建并提交作业


提交作业,监控求解过程、自动切换到后处理模块,查看求解结果。


查看定义质量缩放在整个模型中的占比,并查看总energy、内能、动能、应变能和伪应变能等结果。


总结


从energy输出图结果来看,总energy近似为常数,与应变能(ALLSE)、动能(AKKIE)等真实energy对比,伪应变能(ALLAE)和通过质量缩放的外部作用(ALLWM)等energy是微不足道的。由此可以认可本例中的跌落分析的准确性。


同时,模拟开始时,电子连接器做自由落体运动,整个模型中动能。连接器与地面接触时,碰撞开始,电子连接器发生变形,将动能转换为内能。模型在整个过程中的动能是先降低再增加随后降低的趋势,当时间足够长时,动能会终将为0;而应变能则是先增加随后降低的趋势。


应用不同时间点的应变云图来检验电子连接器跌落情况下的可靠性,特别是电子连接器落点区域的应变情况,以此来判断其局部区域是否损坏。





来自慧舟软件

CAE工程师

张涵 提供





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