工程分析结构电性.ppt

CAE Application in Mobile Phone Structure Analysis Electrical Analysis;報告內容;以往設計及製程的過程，大部分採用經驗法則，透過不斷的修正，才能達到客戶的需要、品質的要求。如此的試誤法(try error)，較耗時耗費，不合乎經濟效益，而且無法快速累積設計經驗，或即時切入新領域產品的開發；因此，電腦輔助工程(Computer Aided Engineering - CAE)便相繼而生，逐漸取代傳統的試誤法，擅用CAE等分析工具者，能提高產品品質、增加競爭力。;CAE(Computer-Aided Engineering)是一項整合性的電腦輔助工程系統作業方式，它包含了專業領域的學科理論，數值分析方法，電腦程式語言及硬體匹配等。它可針對應用領域的不同，將理論公式、經驗法則，寫成不同的統治方程式(Governing Equation)，透過此數學式來模擬實際問題，運用電腦高速運算功能，求取數值解。;1.有限差分法(Finite Difference Method)： 理論完備，易學易用，但限於解規則幾何定義域問題。 2.邊界元素法(Boundary Element Method)： 求解迅速，可用於固體流體領域，但理論根基尚未發展成熟。 3.有限元素法(Finite Element Method)： 理論完整，應用簡便，結構問題多可解決，目前是市場分析 工具的主流。依分析功能及理論，又可分為兩種類別。 Implicit：多用於類靜態(Quasi-Static)問題 Explicit：多用於動態(Dynamic)模擬 4.混合形(Hybrid)分析法，例如結合有限元素法及邊界元素法， 解決模流或固體液體間介面問題。;有限元素法理論背景介紹;有限元分析(FEA)方法簡介; 把所有單元的單元結點力和位移之間關系 集合起來組成一組以結點位移為未知量的 方程組; 求解這個方程組得到物体上有限個離散結 點的位移分量; 按單元結點力和位移之間的關系求出各單 元結點力, 并按彈塑性理論中的變分原理 求出單元中的應力和應變分量. ;有限單元法的特點;Implicit： 多用於類靜態(Quasi-Static)問題，其解較為精準，應用範圍也較廣，多數結構套裝軟體皆以此架構；但對複雜接觸問題及大變形問題，有分析速度慢，數值不易收斂等問題。 Explicit： 多用於動態(Dynamic)模擬，能處理嚴重扭曲或大變形的問題，數值收斂較易，但準確度不若Implicit方式高。沖壓、鍛造等分析軟體多用此架構。;CAE的主要功能;新產發製程設計流程; Efficient, computerized, optimized in the early design stage. ;Structural Analysis;CAE分析之工作流程圖; 應用實例說明 - DVI Connector;總共節點有9620個 總共元素有6998個;1. 可顯示出所設定的邊界條件 及負荷。 2. 可顯示出變形前與變形後的 比較圖。 3. 可顯示所有節點的向量分佈圖。 4. 可顯示所有元素之等高線分佈 圖(contour plot)。例如應力、 應變、溫度、位移等分佈圖。 5. 可顯示各種不同性質的關係圖。 例如應力、應變對時間圖，力 對位移關係圖，應力對應變關 係圖等。;結構分析方法的種類;在BC段,MBC=P (l-x), 變形能為: ;一段彎曲梁 ;?n;解析之優點;限制條件;二維問題和三維問題;接觸問題;線性問題和非線性問題;MP Connector 結構分析實例說明;SimCard Contact Normal Force Estimation;MPE結構分析實例說明;Battery Clip Analysis;Drop Test Simulation Conclusion;Suggestion;利用CAE做產品基礎研究;MPE熱傳分析實例說明;PCB Heat Conduction Analysis;一. 材料性質 1. 最基本分析所需的材料性質：楊氏係數、波桑比 2. 彈塑性分析：降伏強度或拉伸實驗中，應力應變關係曲線 3. 接觸應力分析：則需要摩擦係數 4. 熱傳問題分析：熱應力問題，除了需要熱膨脹係數、比熱 、熱傳係數外，楊氏係數、波桑比和降伏強度都要是溫度 的函數。 材料性質的準確度是影響分析結果最直接的因素， 在取得材料性質時，要特別警慎。 二. 3D CAD模型、邊界條件及受力方向大小、關鍵性公差說 明、加工限制條