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某大屏手机的设计及其有限元分析

马恒杰  
【摘要】:近年来,随着科学技术的发展,手机更新换代越来越快,具有超薄机身和大尺寸触摸屏的智能手机越来越受到市场的青睐,同时对手机结构设计提出了更高的要求。在各大手机品牌的售后维修中心的数据显示,由于手机壳摔坏和屏幕摔裂导致的更换手机壳和屏幕的比例越来越高,经常会引起消费者的投诉。因此提高手机产品结构强度十分迫切必要。目前虽然已有国内外许多学者采用有限元分析方法对手机跌落进行模拟仿真,但是现有研究都是对已经被市场淘汰的老款手机的,对目前市场上刚出现的主流的大屏超薄手机研究鲜见发表。因此本文在已有研究成果的基础上对某大屏手机进行结构设计及有限元分析。 本文首先介绍了手机结构设计规范和注意要点,为结构设计优化及其机械性能的研究提供了理论依据。借助CATIA V5软件设计了某大屏手机。手机实体模型通过CATIA V5与ANSYS软件的通用接口直接导入到ANSYS中建立某大屏手机的参数化有限元模型。本文对某大屏手机进行了模态分析,取得了手机相应的前2阶固有频率,从而避开手机固有频率,选取了合适的手机振动马达。并根据实际情况,通过ANSYS/LS-DYNA中的DTM模块跌落仿真模拟运算研究了碰撞力对该手机外壳、LCD、Touch和电池等部件的影响,最终得到了相应的应力、应变分布图以及加速度等动态特性,发现了手机结构的易损部位,提出了相应的优化方案。为同类型手机的结构强度理论的探讨和优化设计提供了参考。


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