基于跌落试验数值仿真的手机耐撞性设计

跌落破坏是手机等电子产品的主要破坏形式之一,因此,其耐撞性设计是产品开发过程中不可或缺的内容。实物试验通常费用昂贵且耗时很长,然而利用CAE技术,却可以在物理样机制取之前便有效地发现其设计缺陷,从而大大缩短设计周期并节约设计成本。结合某款翻盖手机,在LS-DYNA环境中,对其跌落试验进行了数值仿真分析,研究了碰撞力对该机外壳、屏幕和电路板等元器件的影响,预测了该机的设计缺陷,并提出了相应的优化方案。

光学测量方法在手机跌落测试中的应用

手机跌落试验主要用于检验手机质量,有限元分析模拟仿真方法能够帮助厂家在产品开发阶段优化手机结构,但不能对成品实物进行质量检验。针对上述问题,该文提出一种基于光学测量的手机跌落试验方法,采用双目立体视觉原理,利用摄影测量技术,提高数字图像相关法匹配精度,使用高速相机对手机跌落过程进行连续采集,提高系统标定精度后通过图像数据计算分析获取手机跌落过程中的全场位移及应变值。该文用华为荣耀4A手机前壳进行试验,成功获取其跌落过程中的三维全场变形数据,证明基于数字图像相关法手机跌落试验方法具有高精度、试验过程简便等优点,满足成品手机质量检测的需求。

高速三维数字图像法测量手机跌落全场应变

为了测量手机跌落时的变形与应变,基于数字图像相关法及双目立体视觉原理,提出一种用于手机跌落试验中变形与应变测量的方法,并研制了相应的高速三维全场应变光学测量系统。针对手机跌落碰撞过程中,角度变化导致散斑匹配失败率高,变形应变场缺损严重的问题,利用高速相机高速采集图像,并改进图像匹配方法,采用顺序逐帧基准匹配,保证了测量精度,提高了应变场完整度。研制了光学测量系统,设计了试验方案,进行了数字图像测量方法与动态应变仪测量结果的对比,对改进的散斑匹配方案进行了验证。试验结果表明,本文的方法使变形应变场的完整度提高了21%,其位移动态测量精度为0.42%,应变测量精度为0.5%。本文的方法和系统可以满足手机跌落碰撞全场变形与应变测量的要求,与传统测量方式相比有明显优势,是研究手机跌落碰撞变形规律的有效途径。