无线鼠标跌落碰撞过程的仿真研究

发布时间：2020-07-09 22:12

【摘要】：电子产品的损坏主要来自于高速撞击,因此研究电子产品在高速撞击过程中的结构强度是十分必要的。应用传统的实验方法研究电子产品相关的质量性能不仅耗费了大量的时间和成本,实验本身也有缺陷。有限单元法是随着电子计算机技术的发展而出现的一种计算方法。有限单元法作为工程分析的有效方法在工程领域得到了广泛的应用,并为电子产品提供了一种全新的设计方法。 跌落碰撞过程是一种典型的高速撞击方式。本文选择鼠标作为电子产品的代表对其跌落碰撞过程加以研究,应用有限单元法对鼠标的跌落碰撞过程进行数值模拟,并选择商用有限元软件ADINA作为数值模拟工具。 由于鼠标原始模型结构复杂,不适合直接利用原始模型对鼠标进行数值模拟,本文在不影响数值模拟结果的前提下,对鼠标模型进行了适当地简化。 本文选择了两种典型的跌落条件以及三种地面类型,对鼠标在每种跌落条件下分别跌落到三种不同的地面的情况进行数值模拟,通过分析数值模拟结果,得到了鼠标在两种跌落碰撞过程中的应力分布情况,找到了鼠标最容易在跌落碰撞过程中发生破坏的结构。 针对数值模拟结果,设计了两种鼠标结构的改进方案。鼠标的两种结构改进方案分别为增加连接柱和增加加强筋。本文对两种方案的数值模拟结果进行了分析。通过分析两种结构改进方案的数值模拟结果,得出第二种结构改进方案能够有效改善鼠标在跌落碰撞过程中的受力情况,得到了鼠标最佳的结构设计方案。本文对鼠标跌落碰撞过程的数值研究达到了降低研发成本,缩短研发周期的目的。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP334.2
【图文】：

并选择无线鼠标作为研究对象。本文选择的鼠标原型是某型 3D-mouse 无线鼠标，图2-1 至图 2-4 分别为鼠标装配体、鼠标上壳、电池板组件以及鼠标下壳。本文借鉴某型鼠标模型设计了新的鼠标模型。本文所要做的工作是对鼠标壳体及其内部主要部件跌落碰撞过程产生的结构破坏进行分析。进行有限元分析时，模型的结构越复杂，有限元建模工作量就越大，有限元数值模拟所耗费的时间就越多。而适当地简化模型的结构，可以大大降低有限元建模复杂程度以及数值模拟运算时间，同时模型简化后对仿真的结果影响可以控制在合理的范围内，因此在建模过程中需要对鼠标结构进行适当的简化，以降低有限元模型建立难度并减少数值模拟过程所需时间。欲保证数值模拟结果的正确性，并减少计算机的运算时间，简化的模型只保留鼠标结构的关键部件，对其它非关键部件进行简化。有限元分析模型简化有以下几个基本原则：（1）在保证精度的前提下，减少模型的构件数量以及将复杂的结构简化为简单的结构；（2）尽量减小模型简化前后的形状差异；（3）尽量用约束代替模型的一些结构，简化模型的结构降低模型的复杂程度；（4）简化不利于有限元模型建立的结构。图 2-1 鼠标装配体Fig.2-1 Mouse assemble body- 8 -

鼠标上壳Fig.2-2Mousetop

图 2-3 电池板组件Fig.2-3 Battery board subassembly图 2-4 鼠标下壳Fig.2-4 Mouse bot组件的简化的结构包括鼠标的上下两个外壳以及内部的电池板较复杂，如果直接应用该模型进行数值分析，必然些结构不适宜建立有限元模型，也有可能造成有限为例，某型鼠标模型电池板是由许多构件组成的，

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本文编号：2748048