有没有行业前辈能回答关于产品爆裂CAE问题

muzispot

本人所在公司是做蓝牙耳机外壳塑胶件的，经常会遇到一些关于产品由于熔接痕（夹水纹）及结构强度导致产品某些位置受力破裂。

请问，有没有什么软件可以对此类问题——熔接痕（夹水纹）及产品结构强度进行分析。

谢谢！

muzispot

看的人很多，但是目前还没有人能解决，我自己提一下遇到这些问题的多年经验的总结吧。

% N: ~- i/ P  N9 [! j% ]个人认为熔接痕（夹水纹）位置是由于胶料在该位置不能完全融合造成的，即分子与分子间只是靠吸力（类似大气压力）作用，而没有分子键的作用，所以导致比其他部位的强度低。

) `: ^* |. J! C, @解决方式：增加排气，升高模温，提高注塑速度来改善，但是有些可以解决，有些可以改善而不能彻底消除，有些则没效果。

' D/ \  C6 X0 V- r# t4 j希望有高手能提出解决的办法，或者提供一种分析方式，比如该位置受力能达到无熔接痕位的百分之几。
, Z: C! ?& n# i: O  _  A
想知道有没有这么一种分析熔接痕强度软件，介绍下！

faster2008

通过MOLDFLOW分析接合线位置，优化胶口位置及结构，用ansys进行受力分析改进塑件结构或者UG，PRO/E自带的有限元分析模块进行分析优化


请这位老兄应要再次发表高见！
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, Y2 J" n* I. e! w% G- X# C[ 本帖最后由 阿帕奇 于 2007-3-1 06:32 编辑 ]

muzispot

原帖由 faster2008 于 2007-2-28 18:46 发表
0 f" U9 s4 `& ~0 `通过MOLDFLOW分析接合线位置，优化胶口位置及结构，用ansys进行受力分析改进塑件结构或者UG，PRO/E自带的有限元分析模块进行分析优化

3 @8 }# P2 J+ X* M* w3 @$ G
moldflow 已经在使用了,只能预测熔接线的可能出现位置, 并不能解决实际受力强度问题, 根据实际的moldflow使用经验,moldflow在这个问题上不实用, ansys没用过,网上找了篇介绍:

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等， 是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。目前版本为ANSYS5.4版，其微机版本要求的操作系统为Windows 95或Windows NT,也可运行于UNIX系统下。微机版的基本硬件要求为：显示分辨率为1024×768，显示内存为2M以上，硬盘大于350M，推荐使用17英寸显示器。
) Q' A4 ?4 K- l7 H( L( _从事3d设计proe使用3年, Ug使用1年,  还不会使用"UG，PRO/E自带的有限元分析模块进行分析优化" , 也没听说过有人用Ug＆Proe 对产品熔接线进行分析.

楼上的如果有好方法, 请详细介绍下。


9 l6 Z  B; l7 w" ^* o4 w0 D0 t
& }) b7 [$ G0 W% }8 ?0 d1 B- V[ 本帖最后由 muzispot 于 2007-3-1 00:58 编辑 ]

faster2008

转贴
( o* s. N% u, u' F/ m( Q$ Y在现今这样一个个性化的时代里，人们对产品的要求已经不仅仅体现在功能上，更多的是体现在使用产品的过程中所得到的体验上。在五花八门的电子消费品中，吸引大家眼球的肯定是那些功能和外观都很独特的产品。大家也听说过，一个时尚和个性化的外观可以为一个产品创造很高的附加值。
所以说产品的外在美虽然不可以决定一切，但足以决胜一时。产品不仅要外在美，就像做人一样，更重要的是内在美。产品的内在美很多，只要体现在材料、结构和功能上。今天就拿按键结构来说说。
5 v& v' g* {8 R/ f) m! S3 g% m) u   按键结构的设计在产品设计中占据很重要的地位，特别在掌上用品和计算机的周边设配上。比如有一天你买了一部很帅气的手机，200万像素摄像头，蓝牙，功能很多，不过用了一年后发现每次按按键的时候不爽，手感很差，还有某个按键总是不灵，你肯定很恼火的想把它撞墙，你肯定国骂一下----TMD，肯定对某品牌的商家说以后就BMW(不是宝马，是 别--蒙--我)，我就有这样的经历。回归正题，我今天就把我设计改进一款按键结构的完整过程分享给大家。
   设计背景是这样的，这款产品的外观结构设计是客户指定由北京一家比较出名的设计公司主导设计的，我只是负责善后工作。总体上外观效果都得到大家的认同（老实说他们的工业外观设计是挺不错的），但不少内部结构在细节上欠考虑了，这些结构存在的问题包括这个按键结构我们早就提出来了，设计公司坚持说按键结构没问题，还说他们已经设计过很多产品的按键结构，在这方面是专家云云，公司领导也出了声说既然完全由设计公司担当就相信他们。结果就是，我们的坚持改按键还是没采用，就这样到了T1试模阶段，按设计公司设计的那样把按键热焊在上壳上，装上电路板，按动按键，不出所料的那样，手感很硬没嘀嗒感，即使用力按下去按键的筋位也容易发白变形丧失弹性。如果不热焊在上壳上，按键又不稳容易两边晃动，最要命的是按键会联动，按一个键旁边的键也跟着动，一句话，这个按键结构的设计是失效的。模具制造方也说他们没办法，除非重新设计和开模，就是重新设计也没有好的方案，因为上壳模具也制作出来了，不可能去动上壳模具，否则改模量，改电路板的各方协调，成本，时间都是让人吃不消。怎么办？这时候CAE的威力就发挥出来了，下面我就是借助CAE分析工具把按键的弹性筋部重新设计并且使改模量达到最小。由于与公司有保密协议，我不能把整个产品的外观及结构公开，只把按键处的结构拿出来做一个教程，请大家多多指教。

[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 11:51 编辑 ]

faster2008

1．原设计的整个按键结构图
1 x4 {# o' p; lhttp://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251316120.jpg
http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251316121.jpg
http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251316122.jpg
) v" ~5 o" V) j7 L6 z. {
[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 11:55 编辑 ]

faster2008

按键，筋部弹性不好，直角的地方严重应力集中容易发白
http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251317370.jpg
http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251317371.jpg
: x+ K) h2 n  b4 H1 G! chttp://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251317372.jpg
2 O) Q# C3 G4 Q/ B2．原设计的CAE分析结果
4 l& u0 }* b. a) i! p2 |) S+ U1 u    约束简图：模型直接用原设计的3D图，没修改过。添加0.4mm的位移约束和固定约束就可以
- I& ^& s7 w# |9 Phttp://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251319220.jpg

, F' R* i  _7 U0 |. }6 z( P[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 11:58 编辑 ]

faster2008

结果图：按键使用不长时间后肯定在各个筋位处出现严重发白或断裂
. x$ {% }! G! X; S8 |5 Vhttp://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251319460.jpg
( B7 k/ C" ^3 r) T1 o3．结构改进和改进后的CAE分析结果
  （1）改进的重点是筋部的重新设计，在设计过程中一边设计一边用CAE辅助设计来确认各处筋的合理走向和分布以达到一个优化设计的目的，改进后比较理想的结果如下
  D( i9 c. |& G: n$ }% ?! P8 T

http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251320340.jpg

改模量只是重做上方的弹性筋和加胶追加5个圆柱台，改模不困难。按键的圆柱台顶在电路板上可以消除按键的联动。按键现在是单边悬臂筋结构。由于上壳的按键框边到按键的距离当时设计得比较小，只有0.5mm（如果有0.8～1mm就好啦），加上按键筋部注塑时有缩水误差的影响，所以按键改为单边按动后中间两个按键有少许干涉但不产生致命影响，这一点可以在装配时处理一下（方法保密,呵呵。。。）。
; X  \& z7 y% n* P+ |9 B1 q

http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251320590.jpg

改进后的按键

http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251321140.jpg

$ F5 m( n. a) t& }, N
[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 12:00 编辑 ]

faster2008

（2）CAE分析结果：寿命结果非常理想，每个按键至少有一条筋的寿命超过50万
1 b9 M+ N; _$ o( J

http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251322030.jpg   

(3)注塑时的产品（3D图）
! ~5 v% M- R  ~$ H6 J- k, s   为防止注塑成品在包装和运输过程中容易产生变形，下方的筋在装配时才人工扳掉

http://cms.icax.cn/resource/img/h000/h01/img200701251322250.jpg   

- h, e% [7 x/ C) q( S* z4.总结心得
# q( C+ E+ o' v5 C0 o) t) O$ O   按键的设计其实就是按键弹性筋的设计，筋的走向和分布极其重要，尽量避免设计带有直角位的筋，因为注塑时材料在直角的地方容易受到剪切而产生应力集中，注塑成品就会先天不良。还有就是筋的截面设计，可以根据实际结构空间采用渐变筋或者常量筋，我这里的设计是圆弧筋和矩形截面不变2.0Χ0.8mm(厚度)。因为这个按键还要丝印和UV覆膜处理，所以材料用ABS。也因为是使用ABS料（ABS熔融温度比较低：150～190℃），它的流动性不是很好，所以厚度用0.8mm而不是0.5mm。
（完）
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7 r* P* g6 s# R/ F  z[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 12:02 编辑 ]

faster2008

忘了,你的产品成型后是否涂装印刷，如果有的话涂料中的稀释剂（信那水）对塑件有侵蚀尤其接合线位置，换稀释剂

. R# @  X! O# z0 p) Z) n[ 本帖最后由 faster2008 于 2007-3-1 14:37 编辑 ]

muzispot

谢谢楼上的介绍, 对解决这个问题的确有帮助, 还想问下:  图中所示的软件是不是ANSYS

faster2008

SOLIDWORKS COSMOS有限元分析