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Simulation de test de chute d'un appareil mobile
Motorola a simulé avec CADFEM un test de chute complet concernant le boîtier et l'électronique pour un appareil mobile sur la base de calculs FEM Ansys et LS-DYNA.

Simulation de tests de chute d'appareils électroniques

Secteur: Biens de consommation, Ingénierie électrique/électroniqueDiscipline: Mécanique des structures

Le test de chute est le test le plus difficile pour vérifier l'intégrité structurelle des structures des appareils électroniques de poche. Il fait apparaître des défauts typiques tels que la perte de connexion entre les parties du couvercle en plastique ou des fissures ainsi que l'endommagement des composants électroniques sur la carte de circuit imprimé et la défaillance des soudures entre les composants électroniques et la carte de circuit imprimé.

Résumé

Tâche

Une simulation doit permettre d'analyser rapidement et en détail les effets d'une chute sur un appareil mobile. Il s'agit d'étudier aussi bien le comportement du boîtier que celui de l'électronique.

Solution

La réalisation d'un scénario d'essai de chute à l'aide de simulations et de calculs FEM est largement acceptée et établie dans l'industrie. LS-DYNA et Ansys sont des logiciels de simulations ayant fait leurs preuves dans ce domaine.

Avantages clients

Pour la simulation, CADFEM a combiné les méthodes de calcul explicites et implicites. Ce couplage permet de combiner les avantages de l'intégration temporelle explicite et implicite sans avoir à se soucier de la non-convergence ou de pas de temps trop petits. Des temps de simulation courts et des résultats très détaillés pour une évaluation plus approfondie de la structure sont ainsi possibles.

Détails du Projet

Tâche

Le test de chute est le test le plus difficile. Il permet de vérifier l'intégrité structurelle des structures des appareils électroniques de poche. Des défauts typiques apparaissent tels que :

  • la perte de la connexion entre les parties du couvercle en plastique
  • les fissures à l'intérieur du couvercle en plastique
  • l'endommagement des composants électroniques sur le circuit imprimé
  • la défaillance des soudures entre les composants électroniques et le circuit imprimé.

La réalisation d'un scénario de test de chute à l'aide de la simulation et des calculs FEM est largement acceptée et établie dans l'industrie. LS-DYNA et Ansys sont des logiciels de simulations ayant fait leurs preuves dans ce domaine. Typiquement, différents algorithmes mathématiques sont implémentés dans ces codes pour la résolution instationnaire d'une charge de choc. En règle générale, les analyses hautement transitoires sont résolues efficacement par des codes explicites comme LS-DYNA. Cependant, en raison du critère de pas de temps et des exigences associées à la taille du maillage pour les méthodes explicites, des calculs supplémentaires d'Ansys FEM sont nécessaires en tant que code implicite pour résoudre les champs de contrainte locaux.


Avantage Client

Pour la simulation, CADFEM a combiné les méthodes de calcul explicites et implicites. Ce couplage permet de combiner les avantages de l'intégration temporelle explicite et implicite sans avoir à se soucier de la non-convergence ou de pas de temps trop petits. Des temps de simulation courts et des résultats très détaillés pour une évaluation plus approfondie de la structure sont ainsi possibles.


Solution

Les types d'échec typiques déjà mentionnés peuvent être classés en différentes échelles :

  • l'échelle macro, tenant compte des parties structurelles globales, et
  • l'échelle micro avec les mécanismes de défaillance possibles au sein des parties électroniques.

En raison des conditions limites différentes pour les différentes méthodes d'intégration, il n'est pas judicieux d'utiliser un solveur purement explicite ou purement implicite pour calculer la réponse structurelle à la fois pour le modèle global et pour les composants électroniques très détaillés. La solution à cette contradiction consiste à combiner la méthode explicite de simulation de la structure globale avec une description très sommaire des parties critiques et la méthode implicite de simulation d'un modèle partiel avec les composants spécifiques. Dans ce cas, les courbes de temps de charge de l'analyse globale sont simplement utilisées comme condition limite pour le modèle partiel.

Images: © motorola


Head of Business Development

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