跌落测试

产品自由跌落模拟

本测试通常是主要用来模拟产品在搬运期间可能受到的自由跌落，考察产品抗意外冲击的能力。通常跌落高度大都根据产品重量以及可能掉落机率做为参考标准，落下表面应该是混凝土或钢制成的平滑、坚硬的刚性表面（如有特殊要求应以产品规格或客户测试规范来决定）。

项目介绍

对于不同国际规范即使产品在相同重量下但掉落高度也不相同，对于手持型产品（如手机， MP3等）大多数掉落高度大都介于100cm ~ 150cm不等，IEC对于≦2kg之手持型产品建议应满足100cm之掉落高度不可损坏，MIL则建议掉落高度为122cm，Intel对手持型产品（如手机）则建议落下高度为150cm。试验的严苛程度取决于跌落高度、跌落次数、跌落方向。

特点

80%的电子产品损坏大都来源于跌落碰撞，研发人员往往耗费大量的时间和成本，针对产品做相关的质量试验，最常见的结构试验就是跌落与冲击试验。这种方法可靠，但也存在很多不足之处，主要表现在：

1.试验的操作实施过程需要耗费大量的人力、财力，从而增加产品的成本。

2.试验发生的历程很短，很难观察到试验过程中的现象。

3.试验测试的条件（如碰撞角度等）难以控制，使得试验重复性很差。

4.试验一般只能得到试验结果，而很难观察现象发生的原因。

5.试验时很难观察产品的内部特性和内部现象，如加速度响应等。

利用LS—DYNA在产品开模前，对其进行相关的模拟仿真可以很好地解决以上问题。相对于传统的试验方法，采用LS—DYNA对其进行虚拟仿真具有如下明显的优点：

1.减少试验次数和试验成本。

2.可以直观动态地显示整个跌落碰撞过程各种物理量的变化。

3.不仅可以观察产品的外部特性和现象，而且能观察产品的内部特征及现象。

4.边界条件方便控制，仿真的可重复性好。

5.设计初期进行模拟可及早发现产品的特性，并减少问题的发生。

分析基本流程

跌落测试分析分成以下几个主要步骤：

（1）建立和输入模型。在进入跌落测试分析模块之前，用户必须先建立或输入被测试物体的模型，也就意味着必须定义所有的单元、实常数、材料模型（包括阻尼）等。在建立或输入模型过程中，必须要注意以下几点：

1.必须定义材料的密度和弹性模量，并确保数值不能为零，否则程序将无法计算。

2.最好定义阻尼选项，以消除计算过程中的数值振荡。

3.最好避免使用三角、四面体、棱柱单元以及小单元。

（2）设置跌落测试分析参数。建好有限元模型以后，需要设置跌落分析的基本参数，包括重力加速度、跌落高度以及测试物体方位等。用户还可以根据具体的需要设置测试物体的初速度、目标面的特性等高级测试参数。这些参数均可以通过ANSYS/LS—DYNA跌落分析的菜单Main Menu>Drop Test>Set up来完成。

（3）求解。在求解之前，必须查看跌落测试参数设置是否满意。可以通过以下操作来完成。

1.重新查看基本（Basix）、速度（Velocity）、目标（Target）标签下的设置是否满意。

2.单击状态（Status）标签，观察摘要是否满意。

3.在ANSYS图形界面观察被测物体和目标面是否满意。

如果满意并摘要的结尾出现Successful Set-up．Ready to drop．字样，就表示程序数据检查无误，就可以选择Main Menu>Drop Test>Solve命令进行求解。

在求解过程中，用户还可以通过Sw系列开关对计算过程进行监控，同时获得一些实时统计信息。

（4）观察分析结果。一旦计算完成，就可以选择Main Menu>Drop Test>Animate Results命令对跌落物体录制动态结果（如Von Mises应力），同时还可以通过Main Menu>Drop Test>Time History命令观察模型中某个时间点的分析结果。

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