電視機(jī)在運(yùn)輸、裝卸、使用過(guò)程中可能發(fā)生破壞，為滿足安全性及可靠性，必須按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一系列檢測(cè)，整機(jī)跌落試驗(yàn)是產(chǎn)品測(cè)試的重要環(huán)節(jié)。工業(yè)性試驗(yàn)必須是在樣機(jī)完成后才能實(shí)施，并且耗費(fèi)物力和人力，只能得到有限的信息，很難檢測(cè)到產(chǎn)品內(nèi)部的沖擊特性。通過(guò)使用仿真模擬跌落可以和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)同步進(jìn)行，縮短設(shè)計(jì)周期，觀測(cè)到內(nèi)部零件的變化過(guò)程，從而提出襯墊包裝設(shè)計(jì)的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，同時(shí)查看整機(jī)內(nèi)部零件是否會(huì)發(fā)生損壞，防患于未然。

 

首先是對(duì)模型的離散，本例是一款 55 寸液晶電視，在模型離散處理中機(jī)殼及內(nèi)部支架采用殼單元，襯墊使用體單元，屏簡(jiǎn)化為剛體。模型中包含殼單元數(shù)量為 97095，體單元數(shù)量為18382。

 

 

圖 1 整體離散模型

 

 

圖 2 內(nèi)部離散模型

 

跌落方案：一角、三棱、六面

目的：制定襯墊設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

使用工具：有限元軟件 ABAQUS/Explicit 模塊

邊界條件：大地設(shè)為剛體，約束所有自由度

加載載荷：根據(jù)跌落標(biāo)準(zhǔn)，賦予整機(jī)模型速度

跌落工況：前面

 

 

圖 3 跌落前面，右側(cè)襯墊變形前后對(duì)比

 

 

圖 4 跌落前面能量圖

 

從能量圖看總能基本守恒,襯墊吸收了總能量的大約 44.1％跌落工況：后面

 

 

圖 5 跌落后面能量圖

 

后面跌落高度比其他面低 100mm,所以總能量較其他面低.從能量圖看總能基本守恒,襯墊

吸收了總能量的 50.8％。

 

跌落工況：前下棱

 

圖 6 跌落前下棱右襯墊變形前后對(duì)比

 

 

圖 7 跌落前下棱能量圖

 

從能量圖看總能基本守恒,襯墊吸收了總能量的 14.8％。

跌落工況：角部

 

 

圖 8 角部跌落右下角和左上角跌落前后變形比較

 

 

圖 9 角部跌落能量圖

 

角部跌落過(guò)程中，碰撞和接觸很復(fù)雜。

從能量圖看總能基本守恒,襯墊吸收了總能量的 20.6％。

力的傳遞過(guò)程

 

 

圖 10 力的傳遞過(guò)程

 

這是底部跌落中，力作用傳遞后殼的過(guò)程，與大地撞擊后，力作用通過(guò)存放箱傳到襯墊的三條加強(qiáng)筋，然后對(duì)與筋接觸的后殼發(fā)生作用。

 

結(jié)論

1、產(chǎn)品質(zhì)量×跌落高度∝抗壓體積

質(zhì)量和跌落高度直接決定整個(gè)系統(tǒng)的總能量，從以上跌落工況看，緩沖面積越大能量吸收的越多。

 

2、跌落中緩沖面積盡可能關(guān)于重心面對(duì)稱分布

跌落過(guò)程中，物體沿著重心面向跌落方向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生碰撞。如果重心面兩側(cè)緩沖不同，則會(huì)沿重心面發(fā)生反轉(zhuǎn)，造成破環(huán)。

 

3、使用加強(qiáng)筋

加強(qiáng)筋因其形變充分，緩沖效果要好于肋板，外力從外向里傳遞，外筋效果好于內(nèi)筋，在上例中下襯墊采用了內(nèi)外加筋。

 

4、加強(qiáng)筋放置于產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)較強(qiáng)位置

從力作用在跌落中的傳遞可以看到，一部分是產(chǎn)生變形吸收，另一部分傳遞相鄰單元。

 

5、加強(qiáng)筋的數(shù)量由緩沖面積確定

 使用最小緩沖系數(shù)法求得緩沖面積和基本緩沖厚度。

 

資料來(lái)源：達(dá)索官方