如何使用射頻導(dǎo)納物位計(jì)在線運(yùn)行動(dòng)態(tài)影響分析
發(fā)布時(shí)間：2019-05-06 發(fā)布作者：
結(jié)構(gòu)分析是評(píng)估壓力對(duì)材料結(jié)構(gòu)及其各自元素的影響。這種類型的分析使用應(yīng)用力學(xué)，應(yīng)用數(shù)學(xué)和材料科學(xué)來(lái)估計(jì)結(jié)構(gòu)的變形，應(yīng)力，內(nèi)力，支撐反應(yīng)和整體穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的完整性，并且是工程設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵部分。
結(jié)構(gòu)分析類型
在SimScale，我們主要執(zhí)行3種類型的結(jié)構(gòu)分析，包括靜態(tài)，動(dòng)態(tài)和頻率。在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析類型中，可以包括非線性。非線性包括材料的可塑性，這意味著它們可以解釋大的變形，分離接觸和塑性超彈性蠕變。
靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析
靜態(tài)分析考慮靜態(tài)載荷或穩(wěn)態(tài)載荷，通常用于確定由不產(chǎn)生顯著慣性或阻尼效應(yīng)的力引起的應(yīng)力和應(yīng)變。
動(dòng)態(tài)分析
與靜態(tài)分析相反，動(dòng)態(tài)分析著眼于瞬態(tài)載荷，包括隨時(shí)間變化的力，同時(shí)考慮慣性。該文章的特色案例研究將使用此分析類型來(lái)評(píng)估射頻導(dǎo)納物位計(jì)的結(jié)構(gòu)完整性。
什么是工程壓力和真正的壓力？
結(jié)構(gòu)分析的主要目標(biāo)之一是確定施加在所述結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力。為了進(jìn)一步定義壓力，應(yīng)該將真正的壓力和工程壓力視為兩個(gè)獨(dú)立但相似的指標(biāo)。要計(jì)算真實(shí)應(yīng)力，請(qǐng)考慮由于伸長(zhǎng)力引起的橫截面積變化。工程應(yīng)力不考慮變化，僅采用結(jié)構(gòu)的原始橫截面積。在以下模擬項(xiàng)目中，評(píng)估真實(shí)應(yīng)力。
案例研究：射頻導(dǎo)納物位計(jì)的動(dòng)態(tài)影響分析
基于云的FEA項(xiàng)目通過(guò)跌落測(cè)試評(píng)估從1.7米高處墜落的一對(duì)
射頻導(dǎo)納物位計(jì)上施加的應(yīng)力和變形的動(dòng)態(tài)影響。在評(píng)估應(yīng)力之后，進(jìn)行幾何變化并再次運(yùn)行模擬以確定如何以破損的形式減輕設(shè)計(jì)缺陷。這種影響分析旨在回答一個(gè)重要問(wèn)題：PVC（聚碳酸乙烯酯）組分是否會(huì)破裂或變形？
射頻導(dǎo)納物位計(jì)從1.7米處掉落，通過(guò)使用上面顯示的等式，我們可以計(jì)算出5.775米/秒的沖擊速度。一旦確定了沖擊速度，時(shí)間步長(zhǎng)就是必須考慮的下一個(gè)重要因素。時(shí)間步長(zhǎng)應(yīng)足夠小，以捕獲影響的全部細(xì)節(jié)并捕獲峰值應(yīng)力。這可以通過(guò)使用沖擊速度（5.775m/s）和建模的間隙距離（此模擬設(shè)置為18mm）來(lái)計(jì)算。因此，dist/Vi（O.018/5.775=0.00312[s]）等于0.001[s]作為合理的時(shí)間步長(zhǎng)。
有限元分析：塑性變形和幾何修改
初步模擬發(fā)現(xiàn)PVC上存在顯著的應(yīng)力，特別是在2個(gè)不同的疼痛點(diǎn)，其中發(fā)現(xiàn)應(yīng)力大于產(chǎn)量（55MPa）。由此產(chǎn)生的效果可能導(dǎo)致塑性變形甚至部件的卡扣。后處理表明需要CAD修改。
然后修改CAD以在連接部件的脆弱彎頭處包括更多質(zhì)量。這為結(jié)構(gòu)增加了更多的剛度和強(qiáng)度。僅選擇一個(gè)應(yīng)力痛點(diǎn)進(jìn)行修改，以提供可能的未來(lái)改變的示例，以及基于該修改提供局部結(jié)果改善。
結(jié)論
在CAD修改之后，通過(guò)后處理仍然可以看到一些壓力，但是，它遠(yuǎn)低于初始設(shè)計(jì)版本中的壓力。發(fā)現(xiàn)的較終應(yīng)力水平很可能不會(huì)導(dǎo)致塑性變形。當(dāng)通過(guò)FEA和影響分析了解壓力時(shí)，應(yīng)通過(guò)進(jìn)一步的設(shè)計(jì)迭代來(lái)降低風(fēng)險(xiǎn)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的使用壽命。
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