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iPhone12带着4倍抗摔来啦!如何做“无损伤”跌落测试?

2020-10-15新闻9

iPhone12带着4倍抗摔来啦!如何做“无损伤”跌落测试?

万众瞩目的iphone12终于亮相!北京时间10月14日凌晨1点,让万千果粉期待已久的iPhone 12发布会启幕,这期的iPhone 12有何看点?iPhone 12售价都是多少,值得买吗?

【苹果首款5G手机iPhone 12正式发布,起售价799美元;Mini为699美元】包括iPhone 12 Mini均支持5G。苹果iPhone 12为6.1英寸的OLED显示屏,仍然带流海,采用了与康宁联合研发的全新屏幕玻璃,名为超瓷晶面板,抗摔能力提升4倍。iPhone 12在美国支持毫米波,下载速度最高4Gbps。

iPhone12系列的3大亮点

1、芯片方面

iPhone 12系列配备了A14芯片,A14仿生基于5nm工艺技术,晶体管增加了40%,达到118亿只。搭载6核CPU和4核GPU,神经引擎达到16核,比以前快80%。

2、摄像头方面

iPhone 12系列主要分为双摄和三摄,其中iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max均为三摄设计,分别为广角、超广角、长焦三种摄像头规格,三摄像头均为1200万像素。发布会中关于镜头的介绍就用了半个小时,可见iPhone 12对自己的新镜头技术是十分自豪的,而iPhone拍照技术,确实也是很多果粉喜欢苹果的原因。

3、屏幕方面

本次发布的四款产品都搭载了Super Retina XDR屏幕,除了显示性能世界一流外,来自康宁的全新材料Ceramic Shield也让iPhone 12拥有比任何一部智能手机更坚硬的玻璃,机身玻璃也较以往更加强韧,抗摔性是以往的四倍!

跌落仿真模拟

此款iPhone12是否真的如官宣一般是以往的4倍?作为普通百姓,也不能真的买一台来摔,是真的肉疼!

iPhone12带着4倍抗摔来啦!如何做“无损伤”跌落测试?

幸好有高科技,我们可以通过仿真模拟来对手机的跌落进行模拟。今天就来分享一个典型的跌落模拟的案例,给大家在做类似仿真的时候一个参考方向!

第一步:在三维软里面建立简单的手机和地面模型如下,主要由五个零件组成,主要包括地板部分和手机边框,后盖,前玻璃面板以及内部电池等配件,由于模型比较简单,利用3D软件里面的拉伸切除等工具分分钟即可完成建模,如下图所示。

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第二步:在三维软件里面保存模型后打开ansys workbench软件的链接插口,即可启动workbench界面并自动导入3D模型,接口没安装的另存3D中间格式也可以在workbench里面导入,接下来就是在左边的分析类型菜单栏里面拖拉一个显示动力学Explicit Dynamics分析模块到模型上面即可完成导入模型部分设置。完成后应该跟下图类似!

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第三步:库里面设置添加材料,双击刚刚生成的Explicit Dynamics分析类型里面的Engineering Data栏目即可打开材料设置界面(上图箭头位置),但是要注意的是大概16.0以上新版本里面要点击Engineering Data Sources按钮!低版本略有不同,接下来在材料库中新建铝合金和浮法玻璃,PE以及混泥土材料4种材料的密度、弹性模量、泊松比、应力-应变曲线等参数。

泊松比获取方法:

根据静态拉伸试验机测得材料的静态拉伸工程应力-应变曲线、材料的弹性模型;配合横向引伸计和纵向引伸计计算得出材料的泊松比;或者用高速相机计算横向和纵向变形计算泊松比。

应力-应变曲线:

用高速拉伸试验机测得材料在不同应变率下的工程应力应变数据,然后计算出真实应力应变数据,再减去弹性变形,得到仿真分析用到的塑性应变-应力曲线。

仿真服务方案

可依据GB、ISO、ASTM等测试标准,通过高低温万能试验机、高速拉伸试验机、高速相机和霍普金森压杆等设备,获取材料仿真模拟所需的弹性模量、泊松比、应力-应变曲线等数据。

点击了解更多,获取检测技术方案

第四步:回到project界面双击Setup打开Mechanical界面,界面看起来应该跟下图类似,但是缺少打勾的那些设置部分!

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第五步:Explicit Dynamics跌落分析前处理设置

a.设置材料,单击Geometry前面的加号展开,单击部件在下面点击三角展开来添加之前在材料库里选择的材料,如下图所示,地板选用混泥土材料,手机边框和后盖选用铝合金材料,手机面板选用玻璃,内部电池等配件输入PE材料的参数,至此材料设置完毕!

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b.设置接触,如下图所示,这里接触全部设置的是摩擦接触,摩擦系数0.9。如果希望手机零配件是紧紧锁住的情况建议用绑定接触,这里接触直接关系到最后的碰撞结果。

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c.网格设置,这里网格尽量越少越好,所以建议用六面体网格,节省计算量,读者可自己琢磨如何优化网格,当然新手也可以用默认网格,也不会有太大差别。

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d.设置分析参数,点击Analysis Settings,设置结束时间,这里的结束时间跟模型的跌落距离有关系,距离越大,需要的时间越长。

iPhone12带着4倍抗摔来啦!如何做“无损伤”跌落测试?

e.设置固定约束,右键Explicit Dynamics(B5)添加Fixed Support约束来固定底板的侧面或者底面。

f.设置初始速度,展开Initial Conditions,右键插入Velocity,设置50m/s的下落速度。

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第六步:后处理设置

添加变形结果查看,套路跟上个案例始终还是一样,右键Solution(B6)按步骤选择添加总变形,或者添加其他方向的变形等等。如下图所示

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第七步:保存项目并运算

a.设置完成后记得点击菜单栏保存按钮(这一步老司机应该都知道);b.右键Solution(B6)位置(或者点击菜单栏上面)点击Solve进行求解。如果模型不大网格不是很复杂大概运行几分钟就能计算完成,计算速度根据用户的设置和电脑配重略有差别!(如果运行很久或者计算报错,请检查自己的软件许可和破电脑配置)

第八步:保存并查看结果

a.正常计算完成后首要工作就是保存(养成要习惯),以防止软件意外崩溃导致需要重新计算;b. 查看结果,点击之前设置好的后处理结果,下图以显示应力为例,点击下方的三角即可播放动画效果(不同模型效果略不相同),本案例参考下面结尾出动画! c.变形/应力/应变等其他结果类似操作。

iPhone12带着4倍抗摔来啦!如何做“无损伤”跌落测试?

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第九步:总结

由变形结果所示,跌落到冲击底面的过程中手机已经产生非常大的变形,可见手机在高速下落撞击地面已经损坏,当然这里的结果跟之前设置的接触有很大关系,前文讲过接触那里,如果设置绑定接触则变形结果截然不同,参考最后两动图的摩擦接触和绑定接触的结果动画对比!

以上个人意见,仅供参考,如果有条件的土豪不妨拿自己的手机实测对比一下!

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