搜索基于ABAQUS的光驅彈出力有限元分析
2013-06-26 by:廣州abaqus培訓中心 來源:仿真在線
ABAQUS軟件介紹:
基于ABAQUS的光驅彈出力有限元分析案例:
1 概述
光驅作為計算機的一個使用頻率頗高的重要部件,其使用情況直接關乎著用戶對產品和品牌的認可程度,而光驅翻門的設計正是提高用戶體驗,體現品牌價值的一個舉措。本文利用ABAQUS對光驅彈出過程進行有限元分析,以計算在現有光驅翻門設計下,光驅應提供多大力才能推開光驅翻門,實現光驅的順利彈出。圖1為某款機箱的光驅翻門設計。
圖1 某款機箱的光驅翻門設計
2 光驅彈出過程分析
光驅的彈出是光驅在電機提供推力作用下推開光驅擋板的過程,實質上是光驅推力克服光驅翻門彈簧扭力的過程,整個推開過程遵循力矩平衡原理,即
∑M彈簧=∑M光驅=F光驅推力×L
欲得到光驅推力,則需要得知翻門彈簧在各旋轉角度對應的扭矩。表1為測試所得光驅翻門彈簧在典型角度對應的扭矩值,這些值將作為彈簧參數輸入到ABAQUS分析模型所設置的彈簧中。
圖2 光驅翻門彈簧典型角度扭矩參數表
3 有限元模型的建立
3.1 分析模型的簡化
本次分析重在計算光驅推力,為提高計算效率并節省不必要的工作,機箱中其他與光驅聯系不緊密的部件都不引入到分析之中,機箱前面板也只將跟光驅接近部分引入分析即可。將機箱前面板模型離光驅較遠部分切除,并在切除邊界做相應處理,簡化分析模型并劃分網格如下:
圖3 簡化的分析模型及網格
3.2 分析模型的建立
本次分析旨在計算光驅推力,故可采用靜力學分析的方法來實現。對于翻門彈簧,需要在ABAQUS里進行彈簧的設置,并輸入所測彈簧扭矩與旋轉角參數,以模擬真實彈簧作用。在整個推開過程相互接觸的部分需要建立相應的Contact,對于本次分析。最大難點就在于由于光驅推開過程是幾次不連續的、跳躍的接觸過程,計算非常容易不收斂,因此需要采取適當的分析手法,以使計算結果收斂。本次分析暫不考慮摩擦力的影響。對于Boundary Condition,設置為將前面板切開部分固定,光驅作為Rigid body存在,如下:
圖4 分析模型建立
4 有限元分析結果
分析模型建立完成后,即可提交任務到ABAQUS求解器中進行求解計算。分析結果動畫可看出,整個光驅推出過程以光驅與翻門的接觸部位關系可分為三個階段,第一階段為光驅前行接觸Rib,并推著Rib繼續前行;第二階段為翻門轉到一定角度后,光驅前行與Rib分離,開始接觸Boss,并在Boss上滑行前推使翻門繼續向下翻轉的過程;第三階段為光驅離開Boss再次接觸Rib,并前推Rib,使翻門繼續翻轉,從而實現光驅完全彈出的過程。
圖5 翻門結構
圖6 光驅彈出過程的三個階段
整個推出過程由于彈簧扭力變化及光驅與翻門接觸部位的變化,光驅所受反力也會相應變化。可在后處理結果中得到光驅所受反力曲線圖,如下:
圖7 光驅彈出過程所受反力曲線圖
由反力曲線可以看出,最大推力出現在第三階段的開始,即當光驅離開Boss并再度接觸Rib的時候,最大推力為2N。
5 結論
通過建立光驅推力分析模型,可以計算出所光驅翻門設計下需要多大力才能實現光驅順利彈開,這對于光驅翻門結構設計,彈簧選擇等有很大的指導意義。
相關標簽搜索：基于ABAQUS的光驅彈出力有限元分析 Abaqus分析案例 Abaqus分析培訓 Abaqus教程 CFD培訓 CFD流體分析培訓 cfd視頻 fluent cfx pumplinx軟件培訓 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Ansys培訓
