跌落測試

對於不同國際規範即使產品在相同重量下但掉落高度也不相同，對於手持型產品（如手機，MP3等）大多數掉落高度大都介於100cm~150cm不等，IEC對於≦2kg之手持型產品建議應滿足100cm之掉落高度不可損壞，MIL則建議掉落高度為122cm，Intel對手持型產品（如手機）則建議落下高度為150cm。試驗的嚴苛程度取決於跌落高度、跌落次數、跌落方向。

80%的電子產品損壞大都來源於跌落碰撞，研發人員往往耗費大量的時間和成本，針對產品做相關的質量試驗，最常見的結構試驗就是跌落與衝擊試驗。這種方法可靠，但也存在很多不足之處，主要表現在：

1.試驗的操作實施過程需要耗費大量的人力、財力，從而增加產品的成本。

2.試驗發生的歷程很短，很難觀察到試驗過程中的現象。

3.試驗測試的條件（如碰撞角度等）難以控制，使得試驗重複性很差。

4.試驗一般只能得到試驗結果，而很難觀察現象發生的原因。

5.試驗時很難觀察產品的內部特性和內部現象，如加速度響應等。

利用LS—DYNA在產品開模前，對其進行相關的模擬模擬可以很好地解決以上問題。相對於傳統的試驗方法，採用LS—DYNA對其進行虛擬模擬具有如下明顯的優點：

1.減少試驗次數和試驗成本。

2.可以直觀動態地顯示整個跌落碰撞過程各種物理量的變化。

3.不僅可以觀察產品的外部特性和現象，而且能觀察產品的內部特徵及現象。

4.邊界條件方便控制，模擬的可重複性好。

5.設計初期進行模擬可及早發現產品的特性，並減少問題的發生。

跌落測試分析分成以下幾個主要步驟：

（1）建立和輸入模型。在進入跌落測試分析模塊之前，用戶必須先建立或輸入被測試物體的模型，也就意味著必須定義所有的單元、實常數、材料模型（包括阻尼）等。在建立或輸入模型過程中，必須要注意以下幾點：

1.必須定義材料的密度和彈性模量，並確保數值不能為零，否則程序將無法計算。

2.最好定義阻尼選項，以消除計算過程中的數值振蕩。

3.最好避免使用三角、四面體、稜柱單元以及小單元。

（2）設置跌落測試分析參數。建好有限元模型以後，需要設置跌落分析的基本參數，包括重力加速度、跌落高度以及測試物體方位等。用戶還可以根據具體的需要設置測試物體的初速度、目標面的特性等高級測試參數。這些參數均可以通過ANSYS/LS—DYNA跌落分析的菜單Main Menu>Drop Test>Set up來完成。

（3）求解。在求解之前，必須查看跌落測試參數設置是否滿意。可以通過以下操作來完成。

1.重新查看基本（Basix）、速度（Velocity）、目標（Target）標籤下的設置是否滿意。

2.單擊狀態（Status）標籤，觀察摘要是否滿意。

3.在ANSYS圖形界面觀察被測物體和目標面是否滿意。

如果滿意並摘要的結尾出現Successful Set-up．Ready to drop．字樣，就表示程序數據檢查無誤，就可以選擇Main Menu>Drop Test>Solve命令進行求解。

在求解過程中，用戶還可以通過Sw系列開關對計算過程進行監控，同時獲得一些實時統計信息。

（4）觀察分析結果。一旦計算完成，就可以選擇Main Menu>Drop Test>Animate Results命令對跌落物體錄製動態結果（如Von Mises應力），同時還可以通過Main Menu>Drop Test>Time History命令觀察模型中某個時間點的分析結果。