激光器跌落仿真及其试验研究

论文摘要

精密电子仪器的包装运输一直以来都是包装运输领域一个比较棘手的问题。由于精密电子仪器具有精密、易碎、怕震、怕压、不可倒置的特性,所以都需要采取精密、严格的包装,以确保它们在运输过程当中的安全。而电子产品在运输过程中受到的外界冲击载荷主要以冲击和振动为主,其中冲击载荷破坏占总数的80%左右。冲击是一种非常复杂的动态响应过程,由于冲击问题有很强的非线性而难于求解,因此对产品结构的冲击动力学行为进行研究和数值模拟就显得更为重要。面对这个问题,有限元法是一个非常有效的解决办法。在欧美日等发达国家,对电子产品传统冲击试验大多由计算机仿真来代替,显著地减少了产品的研发经费,缩短了产品的研发周期,极大地提高了企业的研发竞争力。在中国,越来越多的厂家和研究单位也开始用计算机仿真来进行辅助设计。针对这些问题,本课题结合ESI公司研发的某款新型固体激光器E10B开展基础试验与研究。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对激光器裸机和激光器包装件分别进行跌落冲击仿真。并结合NI数据采集系统、LabVIEW系统和压电传感器等相关试验设备对激光器包装件进行了跌落试验,并对试验结果与仿真结果进行了分析比较,验证了仿真的有效性。为产品的包装设计提供了有益的参考,并为理论设计提供了有价值的参考数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究背景
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第二章 包装件冲击理论简要分析
• 2.1 包装件跌落冲击原理,动荷系数与脆值
• 2.2 产品的破损边界条件
• 2.3 脆值的估计
• 2.3.1 计算法
• 2.3.2 估算法
• 2.3.3 查表法
• 2.4 脆值的获得
• 2.4.1 冲击试验机简介
• 2.4.2 冲击试验机工作原理
• 2.4.3 激光器脆值的获得
• 2.5 缓冲包装设计
• 第三章 ANSYS/LS-DYNA非线性仿真分析
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA相关概念
• 3.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介
• 3.1.2 ANSYS/LS-DYNA仿真分析的一般流程
• 3.1.3 ANSYS/LS-DYNA的建模概述
• 3.1.4 ANSYS/LS-DYNA中求解计算时间的控制
• 3.2 激光器裸机模型的冲击仿真
• 3.2.1 激光器裸机几何模型的建立
• 3.2.2 激光器有限元模型的建立
• 3.2.3 创建PART并定义PART之间的接触
• 3.2.4 跌落冲击分析基本参数设置
• 3.2.5 仿真结果分析
• 第四章 激光器包装件的冲击仿真和冲击试验
• 4.1 激光器包装件冲击仿真
• 4.1.1 缓冲包装材料的选择和仿真所需参数的确定
• 4.1.2 包装件模型的建立
• 4.1.3 包装件模型冲击仿真
• 4.1.4 包装件模型仿真结果分析
• 4.2 激光器包装件冲击实验
• 4.2.1 跌落冲击试验原理
• 4.2.2 跌落试验的设备和软件
• 4.2.3 试验设备安装与操作
• 4.3 仿真分析与实验的比较
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.1.1 课题研究的内容
• 5.1.2 课题研究的不足之处
• 5.1.3 课题研究的创新点
• 5.2 课题的展望
• 致谢
• 参考文献