基于ANSYS-LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究
基于ANSYS-LS-DYNA的电子产品跌落仿真研究
基于ANSYS-LS-DYNA的电子产品跌落仿真研究基于ANSYS/LS-DYNA的电子产品跌落仿真研究摘要：随着电子产品的快速发展，跌落是造成其损坏的主要因素之一。
为了降低电子产品的损坏率，需要进行跌落仿真研究以提高产品的可靠性。
本文基于ANSYS/LS-DYNA软件，研究了电子产品在跌落过程中的受力情况，并进行了分析和模拟。
1. 引言跌落是电子产品在使用过程中常见的一种情况，其引起的问题主要包括产品损坏、内部元器件松动或损坏以及连接线脱落等。
因此，电子产品在设计过程中需要引入跌落仿真技术，预测产品在跌落过程中的受力情况，以提高其可靠性。
2. 研究方法本研究采用ANSYS/LS-DYNA软件进行电子产品的跌落仿真研究。
首先，建立电子产品的三维模型，包括外壳、内部元器件、连接线等。
然后，根据实际跌落情况进行模拟设置，包括跌落高度、跌落角度、跌落材料等。
接下来，设置仿真参数，如材料力学参数、边界条件等。
最后，进行跌落仿真计算，并分析仿真结果。
3. 模型建立在建立电子产品的三维模型时，需要考虑产品的实际结构和材料特性。
根据产品的外形和尺寸，采用CAD软件建立电子产品的几何模型，并将其导入到ANSYS/LS-DYNA软件中。
然后，根据产品的材料特性，对模型进行材料属性的设定，包括材料的弹性模量、泊松比等参数。
同时，根据产品的实际连接方式，在模型中设置连接线和焊点等。
4. 仿真设置跌落仿真的准确性和可靠性主要依赖于仿真设置的合理性。
在设置跌落仿真时，需要考虑跌落的高度、角度、速度等参数，以及跌落材料的物理特性。
同时，还需要设置仿真过程中的边界条件，如应用外部载荷、支撑面的材料性质等。
5. 仿真计算与分析进行跌落仿真计算后，可以得到电子产品在跌落过程中的受力情况、应力分布以及变形程度等结果。
根据仿真结果，可以评估电子产品在不同跌落条件下的可靠性，从而指导产品设计和优化。
6. 结果与讨论通过跌落仿真研究，可以得到电子产品在跌落过程中的受力情况和变形程度等信息。
基于ANSYS／LS—DYNA的PCB板跌落仿真
了有 限元跌 落仿真分析 ， 了整个跌落撞 击过程 ， 模拟 分析 了跌 落高度 和缓 冲垫对 Ｐ Ｂ板 动态响应 Ｃ
的影 响。
关键词 ： 落仿真 ； 跌 有限元分析 ； 动态响应
中图分 类号 ：６ ９ ９ ０ ２ ． 文 献标 识码 ： Ａ
Ｏ 引言
激烈的市场竞争迫使电子产品制造商不断缩短产品开发周期。国家对电子产品的跌落试验也有严格的
４ ５
导角。单元 ２ ９的应力变化曲线如 图 ８ ８ 所示 。可以看 出， 有导角时单元 ２ ９的应力在 出现第一个峰值也即 ８ 最大值 （ ．７ ×１ Ｐ ） １５９ ０ｋ ａ后逐渐变小 ， 而无导角时出现第一个应力峰值后在 １ ６７ ８ ０ ２ 才达到最大值 ，５６ ×１ — Ｓ （ ． ０ ０ｋ ａ。可见导角减小 了 Ｐ Ｂ板挖空部分角落处的应力 。这为 Ｐ Ｂ板 的强度设计提供 了一个依 ２２ ×１ Ｐ ） ０ Ｃ Ｃ 据。
第 ２ 卷 ６
陆维生 ， 冯志华 ， 甲军 ： 邹 基于 Ａ Ｓ Ｓ Ｌ Ｄ Ｎ Ｎ Ｙ ／ Ｓ－ Ｙ Ａ的 Ｐ Ｂ Ｃ 板跌落仿 真
４ ３
图 １ Ｐ Ｂ板及电子机箱的形状尺寸 Ｃ 表 １ 材料参数 弹性模量 （ Ｐ ） ｋａ
顶面（ Ｃ ） Ｐ Ｂ １１ ×１ ．１ ０
图 ２ 模型 １ 无缓冲垫 ） （
标准。由于实物试验费用昂贵且很耗时间， 有时不能完全体现产品的失效机理 ， 因此 ， 有必 要采用有限元软
件对电子家 电产品作跌落仿真分析 ， 以期在产品样 机出来之前就对其性能有预先的了解 ， 进而完善产 品设
计， 增强市场竞争力。在国外 ， 电子家电产品传统跌落试验逐渐 由计算机仿 真来 完成 卜 。此外 ， 还有一些
ansys ls-dyna分析全过程(跌落)
R14w笔记本跌落仿真分析一笔记本仿真模型的建立1.1模型的建立1.1.1 模型简化对分析结果无关紧要的一些细节部分常常使模型相当复杂，在实体建模时往往可将这一步略去。
在某些情况下，由于一些很小的局部而破坏了整个结构的对称性.有时可略去这些局部(或将它们作对称处理)以保持对称结构，缩小分析的规模。
必须权衡简化模型的利弊(损失精度以减小花费)审慎地略去不对称部分。
在这里还想进一步说明模型简化中一些方法和技巧。
“子结构“是将一组有限元压缩成为一个用用一个矩阵表示的超单元.采用子结构的原因有：1.减少计算时间.在非线性分析中，可用子结构计算结构的线性部分，以便那部分的单元短阵不必重复计算每一个平衡迭代；对于有重复部分的结构分忻,可以生成一个超单元来表示这部分图形、然后拷贝到不同的位置：2.利用有限的计算机资料解决非常大型的问题。
当一个分析相对于计算机波前空间或磁盘空间来说太大了、用子结构可使每一部分都满足计算机的要求：“子模型”是为了获得模型中某一区域的更精确的解而产生的一种有限元技术。
当整个模型的网格划分相对于某一区域太组时，可不必重新对整个模型进行更纫的划分，只需对这一区域重新划分。
这就大大节约了时间和费用。
“等效结构”的概念为：将原来的复杂结构用一简单结构模拟，新结构的材料和几何特性与原结构有所不同但刚度等效。
其等效结构是指那些具有重复性的均匀结构，如蜂窝结构、晶体结构等。
1.1.2 单元类型选择1.2单元类型的选择Ansys 隐式单元ANSYS的单元库提供了100 多种的单元类型,单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上,通常采用以下方法。
一般来说，按“杆梁壳体”单元顺序，只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度，则只要有公共节点即可，不需要约束方程，否则需要耦合自由度与约事方程。
例如：（1）杆与梁、壳、体单元有公共节点即可，不需要约束方程。
（2）梁与壳有公共节点即可，也不需要约束写约束方程；壳梁自由度数目相同，自由度也相同，尽管壳的rotz是虚的自由度，也不妨碍二者之间的关系，这有点类同于梁与杆的关系。
东北大学 ANSYS跌落过程分析
4, Utility Menu> PlotCtrls> Numbering
5, (check) “Node numbers” = On 6, [OK] 7, (drop down in MeshTool) “Element Attributes” = Global; then [Set] 8, (drop down) “Material number” = 1 9, [OK] 10, [Close] MeshTool
2. 定义材料性能
1.5. 定义单元类型，实常数和材料模型性能 1.5.1. Step 3: 定义单元类型 因为模型是具哟薄壁厚的容器撞击板的,选用壳(shell)单元模拟物 理模型。为更精确的结果，显式的薄壁结构壳元SHELL163 用于 选择的单元。这种4节点单元用于平面和常规载荷。 1，Main Menu> Preprocessor> Element Type> Add/Edit/Delete 2, [Add...] 3, “LS-DYNA Explicit” (left column) 4, “Thin Shell 163” (right column) 5, [OK] • 现在, 设定 S/R corotational Hughes-Liu 单元公式以减少模型沙漏 模型 (hourglass). 6, [Options...] 7, (drop down) “Element Formulation” = S/R corotation 8, [OK] 9, [Close]
操作步骤
• 施加载荷－Apply Loads
11. Apply initial Velocity to the container
12. Apply acceleration to the container. • 获得解－Obtain Solution
基于ANSYS的打印机全瓦楞缓冲包装设计
研究实验与结果分析
为了验证基于TPL模式的家具缓冲包装设计的优越性和存在的问题，本次演 示进行了以下实验和结果分析：
1、实验设计
本次实验设计了两组家具缓冲包装方案，其中一组为传统缓冲包装方案，另 一组为基于TPL模式的缓冲包装方案。通过对两种方案的性能、成本等方面进行 比较和分析，评估基于TPL模式的家具缓冲包装设计的优越性和存在的问题。
2、考虑多功能性设计，将缓冲包装与其他打印机部件（如墨盒等）进行一 体化设计，以方便使用和维护。
3、进一步优化ANSYS软件中的包装设计模块，提高仿真和分析的精度和效率。
参考内容
引言
随着消费者对产品品质和安全性的度不断提高，缓冲包装在家具行业的应用 越来越广泛。缓冲包装的主要作用是减少家具在运输和仓储过程中的震动和冲击， 从而降低产品损坏的风险。然而，传统的缓冲包装设计方法存在着一些问题，如 包装成本较高、包装效率低下等。因此，本次演示提出了一种基于TPL（ThirdParty Logistics）模式的家具缓冲包装设计，旨在优化缓冲包装的设计和制作 过程，提高包装效率和降低成本。
4、制作工艺
基于TPL模式的家具缓冲包装制作工艺主要包括以下步骤：
（1）按照设计方案制作缓冲材料的样品，并进行测试，确保其性能和质量 符合要求；
（2）与TPL服务商合作，制定生产计划和工艺流程； （3）按照生产计划和工艺流程进行缓冲材料的采购、加工和组装；
（4）对制作完成的缓冲包装进行的主要目的是通过合理的设计原则和方法，有效地吸收和分散 外界载荷，从而保护内装物免受损坏。在进行缓冲包装设计时，需要考虑以下影 响因素：内装物的形状和尺寸、运输和存储环境、冲击和振动的大小等。设计流 程一般包括以下几个步骤：
1、确定设计目标：明确所要保护的对象及其特性，以及期望达到的保护效 果。
基于ANSYSLS-DYNA的箱体跌落仿真
基于ANSYS/LS-DYNA的箱体跌落仿真作者：黄黎赵立军甘朝虹来源：《科技资讯》2012年第14期摘要:通过箱体跌落试验,我们可以获得箱体跌落受力与形变方面的数据与结论,用以各个领域的研究。
但是由于跌落问题的瞬态性,获取跌落中的数据需要反复用箱体进行跌落,数据捕捉难度大,且试验成本昂贵。
随着计算机仿真技术的发展,借助计算机仿真技术,我们能够很好地解决这一问题。
本文基于ANSYS/LS-DYNA进行了箱体跌落仿真,阐述了ANSYS软件对箱体跌落的仿真过程,通过对原有箱体建立模型并进行跌落仿真获取了箱体的形变和应力数值。
试验表明,借助该软件可以很好地解决跌落仿真问题。
关键词:跌落仿真 ANSYS/LS-DYNA 应力与形变中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0006-03不少物体的损坏大都源于跌落碰撞,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试验。
这种方法可靠,但也存在这许多不足之处,如:试验的操作过程需要耗费大量的人力、财力,从而增加产品成本;试验发生的历程短,很难观察到试验过程中的现象;很难观察到产品内部特性和内部现象;测试的条件难以控制,使得试验重复性很差等等。
利用LS-DYNA对其进行相关的模拟仿真可以很好的解决上述问题。
ANSYS/LS-DYNA是世界上最著名的通用显式动力分析程序,能够模拟真实世界的各种复杂几何非线性、材料非线性和接触非线性问题,特别合适求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题,同时可以求解出热、流体及流固耦合问题。
本文利用LS-DYNA中提供的跌落测试的程序模块,分析箱体的跌落过程。
1 仿真环境与原理1.1 仿真硬件环境仿真硬件环境如图1所示,包括交换机、PC机、笔记本组成的网络环境。
1.2 仿真软件环境仿真软件环境分系统软件和应用软件两种,具体包括以下几点。
基于ANSYS_强度仿真与动力学测试的包装结构优化设计
第44卷第21期包装工程2023年11月PACKAGING ENGINEERING·253·基于ANSYS强度仿真与动力学测试的包装结构优化设计雷鸣1，吴颖1*，彭芳1，王卫华1，张士强1，许诚2（1.苏州城市学院，江苏苏州215104；2.苏州市计量测试院，江苏苏州215100）摘要：目的在保障机械结构强度的前提下，对消费量大的某泵用木包装结构进行优化设计，对机械强度进行CAE有限元仿真，并进行振动跌落冲击测试，以降低成本提高产品价值。
方法首先分析产品的使用功能，设计新型包装方案，将原有铁底板支撑结构优化改为用材更少的V型木质支撑结构，建立力学模型，进行底强度分析以及稳定性计算；然后运用SolidWorks建立3D模型，运用ANSYS Workbench 进行仿真评估；最后生产出新型包装，并根据包装测试标准进行了测试。
结果新的包装结构用V型木质取代了铁底板支撑，节约了100%的铁质包装材料，并通过了冲击振动跌落测试。
优化设计的新包装型式能满足运输过程中的冲击振动跌落等产品保护要求，满足运输稳定性的功能要求。
结论本文以价值工程理念为指导，优化设计的新包装结构，在满足产品功能的同时节约了成本，是价值工程在包装优化领域极好的运用，为机械工程领域包装工程师提供了设计参考和解决方案。
关键词：包装设计；力学强度仿真；优化设计；样品测试；价值工程中图分类号：TH122；TH140.8 文献标识码：A 文章编号：1001-3563(2023)21-0253-07DOI：10.19554/ki.1001-3563.2023.21.031Optimization Design of Packaging Structure Based on Strength Analysis of ANSYS andDynamic Testing VerificationLEI Ming1, WU Ying1*, PENG Fang1, WANG Wei-hua1, ZHANG Shi-qiang1, XU Cheng2(1. Suzhou City University, Jiangsu Suzhou 215104, China; 2. Suzhou Institute of Metrology, Jiangsu Suzhou 215100, China)ABSTRACT: The work aims to optimize the design of wooden packaging structure with a large consumption in a certain type of pump on the premise of ensuring the strength of mechanical structure, simulate the mechanical strength by CAE finite element method and carry out the vibration drop impact test to reduce the cost and improve the product value.Firstly, the use function of the product was analyzed and a new packaging scheme was designed. The original steel support structure was optimized to V-shaped wooden support structure and a mechanical model was established to analyze the bottom strength and calculate the stability. Then, SolidWorks was used to construct a 3D model and ANSYS Workbench was adopted for simulation and evaluation. Finally, a new packaging was produced and tested according to the packaging test standards. The new packaging structure replaced the iron baseboard support with V-shaped wood, saving the cost of iron packaging material 100%, and passed the impact, vibration and drop tests. The optimized design of the new packaging type could meet the protection requirements of the impact and vibration drop during the transportation process and satisfy the functional requirements of transportation stability. Guided by the value engineering, the optimized design of the new packaging structure reduces the cost while achieving the required function, which is an excellent application of value engineering in packaging optimization and provides design reference and solutions for packaging收稿日期：2023-01-10基金项目：2022年教育部高等学校科学研究发展中心中国高校产学研创新基金项目（2022BL082）；2022年江苏省高校实验室研究会立项资助研究课题（GS2022BZZ36）；2021年度江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究面上项目（21KJD460006）·254·包装工程2023年11月engineers in mechanical engineering field.KEY WORDS: packaging design; mechanical strength simulation; optimization design; sample test; value engineering包装在机械制造领域使用量特别大，对包装结构进行优化设计可以极大地节约成本[1]。
基于ANSYSLS-DYNA的箱体跌落仿真
6科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N信 息 技 术不少物体的损坏大都源于跌落碰撞,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试验。
这种方法可靠,但也存在这许多不足之处,如:试验的操作过程需要耗费大量的人力、财力,从而增加产品成本;试验发生的历程短,很难观察到试验过程中的现象;很难观察到产品内部特性和内部现象;测试的条件难以控制,使得试验重复性很差等等。
利用LS-D YNA对其进行相关的模拟仿真可以很好的解决上述问题。
A N S Y S /L S -D Y N A 是世界上最著名的通用显式动力分析程序,能够模拟真实世界的各种复杂几何非线性、材料非线性和接触非线性问题,特别合适求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题,同时可以求解出热、流体及流固耦合问题。
本文利用LS-D YNA中提供的跌落测试的程序模块,分析箱体的跌落过程。
1 仿真环境与原理1.1仿真硬件环境仿真硬件环境如图1所示,包括交换机、P C 机、笔记本组成的网络环境。
1.2仿真软件环境仿真软件环境分系统软件和应用软件两种,具体包括以下几点。
基于A N S Y S /L S -D Y N A 的箱体跌落仿真黄黎1 赵立军2 甘朝虹1(1.中国人民解放军装备学院研究生院; 2.中国人民解放军装备学院信息装备系 北京 101416)摘 要:通过箱体跌落试验,我们可以获得箱体跌落受力与形变方面的数据与结论,用以各个领域的研究。
但是由于跌落问题的瞬态性,获取跌落中的数据需要反复用箱体进行跌落,数据捕捉难度大,且试验成本昂贵。
随着计算机仿真技术的发展,借助计算机仿真技术,我们能够很好地解决这一问题。
本文基于ANSYS/LS-DYNA进行了箱体跌落仿真,阐述了ANSYS软件对箱体跌落的仿真过程,通过对原有箱体建立模型并进行跌落仿真获取了箱体的形变和应力数值。
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基于ANSYS-LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究
基于ANSYS/LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究
1. 简介
瓦楞纸箱作为包装材料的重要组成部分，对产品的保护起着至关重要的作用。
确保纸箱在跌落环境下具备足够的抗撞击能力是确保产品运输安全的基本要求。
本文旨在利用ANSYS/LS-DYNA软件对瓦楞纸箱的跌落性能进行仿真研究，为纸箱包装
设计提供理论依据。
2. 瓦楞纸箱的跌落原理分析
瓦楞纸箱在跌落过程中会受到垂直和水平方向的力和振动影响，这些力和振动将产生应力和变形。
首先，我们需要了解瓦楞纸箱的组成结构和各部分的力学特性。
瓦楞纸箱主要由外盒纸板、内衬材料和瓦楞芯板构成。
外盒纸板是纸箱承受外力的主要组成部分，内衬材料主要起到保护产品的作用，而瓦楞芯板则是纸箱的骨架结构，能够增强纸箱的抗压和抗撞击能力。
3. 跌落仿真模型设计
为了模拟瓦楞纸箱在跌落过程中受到的外力和振动，需要建立一个合适的仿真模型。
首先，我们需要准确测量瓦楞纸箱的尺寸和质量。
然后，根据实际情况，选择合适的跌落高度和落地面材料。
在模型设计中，需要考虑纸箱的各个组成部分和它们之间的接触情况，以及外力和振动对纸箱的作用。
4. 材料参数设置
在仿真模型中，需要设置瓦楞纸箱和落地面的材料参数。
对于纸板材料，我们需要考虑其强度、弹性模量和剪切模量等参数，以便准确地反映出纸箱在跌落过程中的性能。
对于落地面的材料，可以根据实际情况选择合适的材料参数。
5. 跌落仿真分析
在进行跌落仿真分析时，需要设置好仿真模型的参数，如时间步长、初始速度和重力等。
在模拟过程中，需要监测纸箱的位移、速度和应力等关键参数的变化情况。
通过分析仿真结果，可以评估纸箱在跌落过程中受到的外力和振动对其性能的影响程度。
6. 结果分析和优化设计
通过跌落仿真分析的结果，可以评估当前瓦楞纸箱的跌落性能。
如果发现纸箱在跌落过程中存在弱点或者不足之处，可以通过优化设计的方式改善其性能。
例如，可以调整纸箱的结构参数、增加支撑件或改变材料组合等措施来提高瓦楞纸箱的抗撞击能力。
7. 结论
通过基于ANSYS/LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究，我们可以更深入地了解瓦楞纸箱在跌落环境下的性能特点。
合理的仿真模型设计和准确的材料参数设置可以帮助我们评估和改善纸箱的抗撞击能力。
这对于确保产品在运输过程中的安全性具有重要意义，也有助于指导瓦楞纸箱包装的设计与制造。
随着仿真技术的不断发展，基于ANSYS/LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究将为包装行业的发展提供更多的可能性和机遇
通过基于ANSYS/LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿真研究，我们可以更深入地了解瓦楞纸箱在跌落环境下的性能特点。
合理的仿真模型设计和准确的材料参数设置可以帮助我们评估和改善纸箱的抗撞击能力。
这对于确保产品在运输过程中的安全性具有重要意义，也有助于指导瓦楞纸箱包装的设计与制造。
随着仿真技术的不断发展，基于ANSYS/LS-DYNA的瓦楞纸箱跌落仿
真研究将为包装行业的发展提供更多的可能性和机遇。
通过改进纸箱的结构参数、增加支撑件或改变材料组合等优化措施，可以提高瓦楞纸箱的抗撞击能力。
因此，我们可以根据仿真结果对纸箱进行优化设计，从而提高其跌落性能。