作者GT2RS (GT2RS)
看板Mechanical
标题Re: [讨论] 产品落摔分析力
时间Thu Dec 12 00:43:50 2019
再讨论impact force之前,有些问题想要跟你讨论看看,
因为对你的产品还有你的方法不了解,如果这些问题不适用的话还请见谅。
1. 你说你想要计算让cantilever snap使得产品在drop的时候snap不会打开。
如果你是假设背板是rigid body,然後用cantilever beam来计算你的pullout force,
有可能你的计算结果会跟实际上有不小的落差(会和你的产品设计有关)。
举例来说,如果你的产品外壳是塑胶,有不小的机会即使你设计一个无法打开的snap,
但是在产品高速撞击下因为背板的变形,你的snap还是打开了。
一般设计上snap通常都不长(和产品外壳或是其他东西比较),
再加上engagement length通常也都很小,所以如果整个背板或是外壳变形,
很容易会让snap打开。一般我这种计算都只当sanity check。确保产品在安装的时候
力是在对的order上,还有snap的根部没有塑性变形。但是要估计产品在drop的时候
snap会不会打开个人是完全不推荐。
2. 我们先暂时把snap放到一边,先只讨论impact force。
你的计算是假设impact force是两个step function组成(力只能是0跟F*)。
这其实是一个比较不好的approximation。如果你想要好一点的approximation,
你可以假设impact force是sine wave (半个周期)。
虽然假设impact force是sine wave也有一些问题(例如t=0的derivative是1),
不过因为sine的数学性质不错,个人觉得用sine wave approximation还是可以接受。
如果你真的想要在贴近现实一些,你可以考虑一些其他function例如Haversine。
要估计你的impact force duration,你可以用简单的1D model approximation,
假设你的产品是一个大弹簧,impact velocity就是像你计算的sqrt(2gh)。
你要先估算一下你产品的K,这样你就可以算出你的impact force duration。
因为我不知道你的产品是什麽,我看你的drop height是2m
假设你的产品是无线耳机,外壳是塑胶,一般来说直接impact会在1ms内结束
如果impact角度比较特别,会一边旋转然後马上有2nd impact,
可能才有机会在1~2ms。
如果你的产品比较大(手机或平板),一般也会在20ms里面结束。
3. 我看你之前的文章你有使用ANSYS的经验。这个问题用first order approximation
应该会有非常大的误差。因为整个产品都可以变形,再加上impact的时候impact wave
是会沿着产品propagate,所以变形会跟静态分析差很多。
如果你有时间跟资源来想好好研究这个问题,
我会建议你直接用FEA然後做explicit + general contat的分析。
建一个rigid floor当你的worst case scenario。然後跑3 - 10ms的explicit
(因为我不知道你产品多大跟多硬所以给不了太好的估计)。记得snap的附近mesh
要特别调整细一点。
以上是基於个人经验的一点建议
欢迎大家一起讨论
※ 引述《xe7961 (xe7961)》之铭言:
: 各位前辈好,
: 我最近在计算悬臂梁当卡扣(snap fit)的产品设计,压住时的卡扣的锁紧力量希望能大
: 於落摔情况的冲击力。因此想用简单的数学先算一下自由落体时撞击地面的力量。 如下
: 图所示的简单物理计算。
: 但我这边算出冲量後,如果不知道撞击瞬间的时间(这会与撞击面的材料有关),就没办
: 法继续往下算了。 请问各位前辈是否有参考的值 或是 其它计算的方式呢?
: 下台一鞠躬
: https://i.imgur.com/y5AB1QH.jpg
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1F:推 nickboy78: 讲的很精辟啊 12/12 12:48
2F:推 ato0715: 推 12/12 20:05
3F:推 xe7961: 这篇太精辟了。不小心引出大神来了 12/13 03:31
4F:推 nashboo: 高手 12/23 21:38