Re: [討論] 產品落摔分析力

作者: GT2RS (GT2RS)   2019-12-12 00:43:50
再討論impact force之前,有些問題想要跟你討論看看,
因為對你的產品還有你的方法不了解,如果這些問題不適用的話還請見諒。
1. 你說你想要計算讓cantilever snap使得產品在drop的時候snap不會打開。
如果你是假設背板是rigid body,然後用cantilever beam來計算你的pullout force,
有可能你的計算結果會跟實際上有不小的落差(會和你的產品設計有關)。
舉例來說,如果你的產品外殼是塑膠,有不小的機會即使你設計一個無法打開的snap,
但是在產品高速撞擊下因為背板的變形,你的snap還是打開了。
一般設計上snap通常都不長(和產品外殼或是其他東西比較),
再加上engagement length通常也都很小,所以如果整個背板或是外殼變形,
很容易會讓snap打開。一般我這種計算都只當sanity check。確保產品在安裝的時候
力是在對的order上,還有snap的根部沒有塑性變形。但是要估計產品在drop的時候
snap會不會打開個人是完全不推薦。
2. 我們先暫時把snap放到一邊,先只討論impact force。
你的計算是假設impact force是兩個step function組成(力只能是0跟F*)。
這其實是一個比較不好的approximation。如果你想要好一點的approximation,
你可以假設impact force是sine wave (半個週期)。
雖然假設impact force是sine wave也有一些問題(例如t=0的derivative是1),
不過因為sine的數學性質不錯,個人覺得用sine wave approximation還是可以接受。
如果你真的想要在貼近現實一些,你可以考慮一些其他function例如Haversine。
要估計你的impact force duration,你可以用簡單的1D model approximation,
假設你的產品是一個大彈簧,impact velocity就是像你計算的sqrt(2gh)。
你要先估算一下你產品的K,這樣你就可以算出你的impact force duration。
因為我不知道你的產品是什麼,我看你的drop height是2m
假設你的產品是無線耳機,外殼是塑膠,一般來說直接impact會在1ms內結束
如果impact角度比較特別,會一邊旋轉然後馬上有2nd impact,
可能才有機會在1~2ms。
如果你的產品比較大(手機或平板),一般也會在20ms裡面結束。
3. 我看你之前的文章你有使用ANSYS的經驗。這個問題用first order approximation
應該會有非常大的誤差。因為整個產品都可以變形,再加上impact的時候impact wave
是會沿著產品propagate,所以變形會跟靜態分析差很多。
如果你有時間跟資源來想好好研究這個問題,
我會建議你直接用FEA然後做explicit + general contat的分析。
建一個rigid floor當你的worst case scenario。然後跑3 - 10ms的explicit
(因為我不知道你產品多大跟多硬所以給不了太好的估計)。記得snap的附近mesh
要特別調整細一點。
以上是基於個人經驗的一點建議
歡迎大家一起討論
※ 引述《xe7961 (xe7961)》之銘言:
: 各位前輩好,
: 我最近在計算懸臂樑當卡扣(snap fit)的產品設計,壓住時的卡扣的鎖緊力量希望能大
: 於落摔情況的衝擊力。因此想用簡單的數學先算一下自由落體時撞擊地面的力量。 如下
: 圖所示的簡單物理計算。
: 但我這邊算出衝量後,如果不知道撞擊瞬間的時間(這會與撞擊面的材料有關),就沒辦
: 法繼續往下算了。 請問各位前輩是否有參考的值 或是 其它計算的方式呢?
: 下台一鞠躬
: https://i.imgur.com/y5AB1QH.jpg
作者: nickboy78 (Nick)   2019-12-12 12:48:00
講的很精闢啊
作者: ato0715 (熊)   2019-12-12 20:05:00
作者: xe7961 (xe7961)   2019-12-13 03:31:00
這篇太精闢了。不小心引出大神來了
作者: nashboo   2019-12-23 21:38:00
高手

Links booklink

Contact Us: admin [ a t ] ucptt.com