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CAE仿真告诉你:手机扭转会不会变形报废

发布者:admin   发布时间: 2018-10-08 浏览次数:

 手机是如今人们生活的必须产品,几乎在大街小巷中都可以看到人人一部手机,而且手机内部结构复杂,堪称一部微型电脑,其更轻更薄更大屏的发展趋势,需对手机的内部空间进一步压缩,这对其设计提出了严峻的考验。各主流手机品牌厂商均已引入CAE仿真,并将CAE仿真结果作为产品设计中必要的设计依据,CAE仿真作为产品设计中重要的环节已从产品“事后验证”逐渐发展到“CAE引领、指导设计”。

 

智能手机朝大屏和超薄方向发展的同时,手机整体的扭转强度显著降低,极易导致手机受外力作用出现扭转变形、角部起翘等现象。元王依托十余年的CAE技术背景和工程经验,运用有限元分析方法,协助手机厂商在手机设计阶段对手机的扭转强度进行评估,及时发现设计缺陷并进行优化设计,有效解决大屏超薄手机的扭转变形问题。以下为元王为某手机企业进行的整机扭转分析案例。

 

分析背景:

手机整机扭转,手机两端夹持15mm,扭矩2000N.mm。

 

工况

 

 

失效准则

 

部件

失效准则

失效判据值

单位

LCM

LE

3300

微应变

TP

LE

9000

微应变

IC

LE

1550

微应变

前壳塑胶

PEEQ

0.01141

 

塑胶电池盖

PEEQ

0.405

 

天线支架

PEEQ

0.53

 

EMN器件

PCB板应变

2000

微应变

芯片焊锡(焊球)

焊锡四角PCB板应变

2000

微应变

芯片焊锡(焊盘)

焊锡四角PCB板应变

5000

微应变

 

 

顺时针扭转分析结果

1、加载2000N.mm扭矩卸载后整机残余变形0.0182281弧度(1.044°)

 

2、壳体塑性应变云图

前壳塑胶件最大等效塑性应变0.0106,小于材料PC+30GF%的最大断裂延伸率0.01141,失效风险低。

 

后壳最大等效塑性应变0.354,小于材料PC的最大断裂延伸率0.405,失效风险低。

 

铝电池盖最大等效塑性应变3.02e-3,小于材料Al6063的最大断裂延伸率0.095,结构无风险。

 

前壳金属件最大等效塑性应变0.012,小于材料Al-ADC12的最大断裂延伸率0.01236结构无风险。

 

音腔支架最大等效塑性应变0.083,小于材料PC-DX1135的最大断裂延伸率0.53,失效风险低,上图灰色区域为塑性变形区域。

 

天线支架最大等效塑性应变0.0,无塑性变形。

 

3、芯片焊锡四角处主板应变云图

 

建议增加MIC胶套,增加局部刚度,降低MIC附近主板变形

 

逆时针扭转分析结果

1、加载2000N.MM扭矩卸载后整机残余变形0.0169397弧度(0.97°)

 

2、壳体塑性应变云图

前壳塑胶件最大等效塑性应变0.0106,小于材料PC+30GF%的最大断裂延伸率0.01141,失效风险低。

 

后壳最大等效塑性应变0.256,小于材料PC的最大断裂延伸率0.405,失效风险低。

 

铝电池盖最大等效塑性应变3.8e-3,小于材料Al6063的最大断裂延伸率0.095,结构无风险。

 

前壳金属件最大等效塑性应变0.0119,小于材料Al-ADC12的最大断裂延伸率0.01236结构无风险。

 

音腔支架最大等效塑性应变0.223,小于材料PC-DX1135的最大断裂延伸率0.53,失效风险低,上图灰色区域为塑性变形区域。

 

天线支架最大等效塑性应变0.0,无塑性变形。

 

3、芯片焊锡四角处主板应变云图

 

建议增加MIC胶套,增加局部刚度,降低MIC附近主板变形

 

结果汇总

芯片焊锡四角处主板最大主应变,红色区域为高风险,超过了2000的失效判据值。

 

部件

焊锡类型

顺时针旋转

逆时针旋转

最大主应变

e-6

最大主应变

e-6

CPU

焊球

333.0

381.0

Memory

焊球

257.9

254.5

PMI

焊球

258.4

294.6

PMU

焊球

188.0

178.6

RF_PA2

焊盘

443.4

682.4

RF_PA1

焊盘

114.4

399.4

Transcevier

焊球

224.7

153.0

Wifi

焊球

199.3

308.5

Flash_led

焊盘

393.2

450.4

Light_Sensor

焊盘

314.7

383.4

Red_Led 焊盘

焊盘

153.0

381.5

Mic_Main

焊盘

2232

3014

Mic_Sub 焊盘

焊盘

155.7

168.2

 

 

优化建议

建议增加MIC胶套,增加局部刚度,降低MIC附近主板变形

 

随着智能手机迭代速度的加快,越来越多手机企业采用CAE仿真技术来优化产品,CAE仿真对手机行业对在提高可靠性、降低产品的损坏率、压缩成本方面起到了显著的作用。 有限元科技依托十数年来1000多家企业的CAE仿真应用经验,为手机行业提供全面的CAE应用解决方案,涵盖了有限元分析CAE软件培训、CAE软件二次开发、元王手机行业性CAE软件、仿真实验室建设等各个方面。选择有限元科技,为您的企业发展创造无限可能。

 

如有CAE业务的需要请联系电话:13723451508,咨询QQ:215370757
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