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基于optistruct实现手机跌落测试分析-实战案例

TodayCAEer

3月前浏览162

手机跌落测试分析的必要性：

1. 模拟真实使用环境：手机在日常使用中难免会遇到跌落的情况，跌落测试可以模拟手机在不同高度、角度和地面材料上跌落时受到的冲击，从而评估手机的耐用性和可靠性。

2. 保障用户安全和满意度：通过跌落测试可以确保手机在遭受意外跌落后，其功能仍然正常，避免因跌落造成的设备损坏或数据丢失，提高用户的满意度和信任度。

3. 产品合规性：许多国家和地区都有关于手机耐用性的法规和标准，跌落测试是验证产品是否符合这些标准的重要手段。

4. 设计优化：测试结果可以反馈给设计团队，帮助他们了解手机的薄弱环节，并进行相应的设计改进，以提高产品的质量和竞争力。

本教程演示了当手机以5425 mm/s的速度跌落在地板上时，使用OptiStruct中的显式分析进行手机跌落测试仿真。

在开始之前，请将本教程中使用的文件复制到您的工作目录。

·http://majorv.help.altair.com/minorv/simulation/tutorials/hwsolvers/optistruct/OS-T-7000/Drop_test_phone.zip

本教程中的练习包括：

·在HyperMesh中设置显式跌落测试模型

·在OptiStruct中提交作业

·在HyperView中查看结果

图1 说明了本教程中使用的结构模型。手机及其部件在此模型中考虑。手机以5425mm/s的速度掉落在地板上。

图1.模型和加载说明

一、启动HyperMesh并设置OptiStruct用户配置文件

1.启动HyperMesh。

此时将打开User Profile对话框。

2.选择OptiStruct，然后单击OK。

这将加载用户配置文件。它包括相应的模板、宏菜单和导入阅读器，将HyperMesh的功能缩减为与生成OptiStruct模型相关的功能。

二、打开模型

1.单击File>Open>Model。

2.选择保存到工作目录的Drop_test_phone.hm文件。

3.单击Open。

Drop_test_phone.hm数据库被加载到当前的HyperMesh会话中，替换任何现有数据。

三、应用载荷和边界条

3.1创建TSTEPE Load Collector

定义了显式分析的时间步长控制参数。

1.在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Collector。

2.对于Name ，输入TSTEPE。

3.对于Card image ，选择TSTEPE。

4.对于TYPE ，选择ELEM。

5.对于DTFAC，输入0.9。

3.2创建SPC Load Collector

在此步骤中，使用单点约束（SPC）来固定地板。

1.在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Collector。

2.对于Name ，输入SPC。

3.在主菜单中，单击BCs>Create>Constraints以打开Constraints面板。

4.选择RBE2 Element的独立节点，选择所有dof（1 到6），然后输入值0（所有dof都是固定的）。

图2.选定节点上的SPC定义

图3.应用于地板的SPC

5.单击Create>return。

3.3创建NLOUT Load Step Input

1.在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Step Inputs。

2.对于Name ，输入NLOUT。

3.对于Config type ，从下拉菜单中选择Output parameter。

Note：默认值为NLOUT。

4.激活NINT，然后为VALUE输入30。

图4.NLOUT定义

3.4创建INI_VEL Load Collector

在此步骤中，将在负Z方向上对手机施加5425 mm/s的初始速度。

1.在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Collector。

2.对于Name ，输入INI_VEL。

3.单击BCs>Create>Constraints以打开Constraints面板。

4.激活create单选按钮。

5.切换到nodes并单击nodes并选择by sets。

6.选择phone_nodes set，然后单击select。

此Set已在模型中创建。

7.对于载荷Type =，选择TIC（V）。

8.仅激活dof3并输入-5425.0。

图5.初始速度的定义

四、创建显式Load Step

在此步骤中，将创建一个显式Load Step，其中将引用先前定义的Load Collector和Load Step输入。

1.在Model Browser中，右键单击并选择Create>Load Step。

2.对于Name ，输入phone_drop。

3.在Subcase Definition、Analysis type下，选择Explicit。

4.对于SPC，选择SPC Load Collector ，然后单击OK。

5.对于TSTEPE，选择TSTEPE Load Collector ，然后单击OK。

6.对于TTERM，输入0.001。

7.对于NLOUT，选择NLOUT load step input（OK）。

8.从IC的SUBCASE OPTIONS中，选择INI_VEL Load Collector ，然后单击OK。

图6.创建显式Load Step

五、添加控制卡

在此步骤中，将定义模拟的控制卡。

1.选择Analysis>control卡片。

2.单击next前进，直到GLOBAL_OUTPUT_REQUEST可用，然后单击GLOBAL_OUTPUT_REQUEST。

3.激活CONTF复选框。

a)对于FORMAT，选择H3D。

b)对于OPTION，选择ALL。

4.激活DISPLACEMENT复选框。

a)对于FORMAT，选择H3D。

b)对于OPTION，选择ALL。

5.激活STRESS复选框。

a)对于FORMAT，选择H3D。

b)对于OPTION，选择ALL。

6.激活STRAIN复选框。

a)对于FORMAT，选择H3D。

b)对于OPTION，选择ALL。

图7.控制卡的定义

六、提交作业

1.在Analysis页面中，单击OptiStruct面板。

图8.访问OptiStruct面板

2.单击save as。

3.在Save As对话框中，指定写入OptiStruct模型文件的位置，并输入Drop_test.fem作为文件名。

对于OptiStruct求解器模型，建议使用.fem扩展名。

4.单击save。

input file字段显示在save As对话框中指定的文件名和位置。

5.将导出选项设置为all。

6.将run options设置为analysis。

7.将memory options设置为memory default。

8.单击OptiStruct启动OptiStruct作业。

如果作业成功，则新的结果文件应位于写入Drop_test.fem的目录中。Drop_test.out文件是查找错误消息的好地方，如果存在任何错误，这些错误消息可以帮助调试输入模型。

七、查看结果

查看应力和位移的云图。

1.在OptiStruct面板中，单击HyperView。

HyperView将启动并加载结果。此时将显示一个消息窗口，告知模型和结果文件已成功加载到HyperView中。

2.转到Results选项卡。

3.在Results工具栏上，单击以打开Contour面板。

4.将Result type设置为Displacement并单击Apply以绘制Element的云图。

图9.将Displacement设置为Result Type

观察最终时间步的位移云图。

图10.位移云图

来源：TodayCAEer

OptiStruct HyperMesh HyperView 材料控制 Altair

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首次发布时间：2025-07-17

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