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标题: 实际应用分享：按键寿命COSMOS分析及修模建议 [打印本页]

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:16
标题: 实际应用分享：按键寿命COSMOS分析及修模建议
原本想发到结构版，但想到这里的分析是用COSMOS做的，所以也就放在此版中，目的让大家知道如何把学到
的SOLIDWORKS工具应用到实际工作中。在各种产品设计中，总是离不开按键的设计。大家有没有碰到自己
设计的按键被客户使用一段时间后失效或断裂。在这里我向大家分享一下我的经验，这些经验是我们付出
很多的代价才总结出来的，先看一下图片

作者: 淫 P 时间: 2007-1-23 09:23
按键寿命是不是指被干的次数呀？

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:23
1. 结构问题的提出：
2006年1月份有客户反馈回来说我们的上壳控制面板按键在使用一年后出现断裂现象，客户已把部分不良品寄到我公司。我们发现外部的两个按键断的最多是因为这两个键使用的频率比较高。

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:25
2. 试验，目的让不良再现：
我们按实际使用状态把控制电路板装在两个新上壳上，然后对所有按键按动36500次（按一天按100次来算，一年就是36500次），试验结果是按键没有断，但有一按键根部已明显出现发白现象，看下图。也就是说，在使用一年或更长的时间后按键出现断裂可能性比较大

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:27
3. CAE分析结果及判定
（1）分析模型的建立：成品上壳按键悬臂厚度为0.8mm，根部下部已倒出0.3mm的圆角，实际使用的按键行程为0.3±0.05mm

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:29
为了节省时间和提高运算速度，我们把一些不影响精度的特征去掉，变成以下运算模型

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:34
（2）分析结果对比
a. 原设计：根部有0.3mm的圆角的分析：
最小寿命：1.251e+004，应力分布不够均匀，应力集中严重

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:47
b. 取消根部的圆角后的分析：
最小寿命：6.488e+004，寿命有很大的提高，应力分布比较均匀

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:50
c. 在原设计基础上根部下端追加大圆角的分析：
最小寿命：1.890e+004，应力分布不够均匀，应力集中严重

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:54
d. 根部上下都加0.3mm圆角的分析：
最小寿命：1.693e+004，寿命有所下降，应力分布不够均匀，应力集中

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:57
e. 在原设计的基础上根部上端追加倒角的分析：
最小寿命：1.723e+004，寿命有所下降，应力分布不够均匀，应力集中

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 09:58
f. 减厚度为0.5mm的分析：
最小寿命：100.0e+004，寿命好，但0.5mm的厚度在实际注塑时比较不好走胶。

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:00
g. 根部拱形减胶的分析：
最小寿命：12.41e+004，应力和寿命分布都很好，没有应力集中

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:12
h. 根部拱形减胶再加上部圆角的分析：
最小寿命：12.33e+004，应力和寿命分布都很均匀，应力集中影响不大，此方案最切合实际注塑和使用情况。

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:15
i. 下部削出倒角的分析：
最小寿命：9.187e+004，应力和寿命分布不错，没有应力集中

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:18
j. 下部削出倒角，上部倒圆角的分析
最小寿命：7.906e+004，应力和寿命分布不错，应力集中影响不大

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:20
k. 下部减胶的分析：
最小寿命：4.501e+004，除了局部寿命低点，其它地方的寿命分布比较高，此方案也可作为修模参考

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:22
l. 下部减胶，上部加0.3mm圆角的分析：
最小寿命：9.497e+003，应力集中高

作者: houzhongqiu 时间: 2007-1-23 10:29
怎么做的啊~

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:29
（3）分析结果判定
以上各个分析在个体数据上跟实际可能有一定的误差，但它们都是在同一计算条件和环境下模拟实际情况计算出来的结果，各自之间具有准确的对比性。通过以上分析可以看出，减胶更有利于提高按键的疲劳寿命，加胶和上下加圆角都会降低按键的疲劳寿命。判定原则是：疲劳寿命尽量高，应力和寿命分布要尽量均匀，应力集中少。考虑到实际制造和理论计算的结果，我们选择方案h（根部拱形减胶再加上部圆角）作为修模方案

作者: houzhongqiu 时间: 2007-1-23 10:29
讲讲方法与步骤

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:32
4. 试模后修正的最终结果
(1) 修正尺寸：

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:34
(2) CAE分析结果：此方案切合实际注塑和使用情况。
最小寿命：10.59e+004，应力和寿命分布都很均匀，应力集中影响不大。

（完）

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 10:46

原帖由 淫 P 于 2007-1-23 09:23 发表
按键寿命是不是指被干（不文雅）的次数呀？

可以这样认为

作者: zls329 时间: 2007-1-23 11:10
没用过,感觉非常好

作者: 淫 P 时间: 2007-1-23 12:07

原帖由 cbrmbz75 于 2007-1-23 10:46 发表

可以这样认为

不好意思，拼音输入时打错了，
原本是“被按次数”，岂料按打多了一个g就变了干。

作者: lzwcax 时间: 2007-1-23 12:52
你想怎么按呀？

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:25
整理好
1/7

不好意思，因为上面有泄密内容，我只好重新整理后再发给冰大，所以把权限设成200

[ 本帖最后由 cbrmbz75 于 2007-1-24 19:17 编辑 ]

作者: pucua 时间: 2007-1-23 13:25
很不错的文章,联系实际
将SW发挥的实际中去

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:26
2/7

[ 本帖最后由 cbrmbz75 于 2007-1-24 19:17 编辑 ]

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:26
3/7

[ 本帖最后由 cbrmbz75 于 2007-1-24 19:31 编辑 ]

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:27
4/7

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:28
5/7

作者: cbrmbz75 时间: 2007-1-23 13:29
7/7

作者: xiaommjj 时间: 2007-1-23 13:35
顶,这个得好好学学,谢谢楼主分享

作者: zhaoqingshui 时间: 2007-1-23 13:52
正在学习中..谢谢你

作者: mccjx 时间: 2007-1-23 14:04

原帖由 淫 P 于 2007-1-23 12:07 发表

不好意思，拼音输入时打错了，
原本是“被按次数”，岂料按打多了一个g就变了干。

闷大太幽默了

作者: xybu 时间: 2007-1-23 20:55
真是我们学习的动力！

作者: ltq59 时间: 2007-1-23 22:19
好！理论与实际相结合的典范．向你学习，向你致敬！

作者: linsd 时间: 2007-1-23 23:03
很不错的资料，是干实事的工程师。

作者: lzwcax 时间: 2007-1-24 12:31
有阅读权限，还是先不下了，

作者: wintlj 时间: 2007-1-24 13:47
谢谢，很切合实际

作者: m1636 时间: 2007-1-25 13:11
这帖好，有启发。

作者: hawk793 时间: 2007-1-25 16:07
很好，真是太棒了。

作者: jackey.hua 时间: 2007-1-25 16:55
不知PROE有没有这个功能，还有哪位会CAE分析请传上来大家学习下！

作者: kanke 时间: 2007-1-26 20:47
很好，真是太棒了

作者: wbhdyhm 时间: 2007-1-30 13:34
厲害厲害﹗

作者: yuanzhuowei 时间: 2007-1-30 15:46
标题: 与楼主不同的一些看法，大家交流一下
作者的文章写得很清楚，但我个人对于此有些不同的看法，希望能够与大家交流一下

作者提到的不加圆角的比加了圆角的使用寿命长，但是很明显，在大家的概念里，加圆角后在其根部截面积增加，同样的载荷，根部平均应力水平有所降低，使用寿命会增长。本人对于作者的模型进行了应力分析，（由于不知道其材料属性和S-N曲线），只进行了应力分析，得出以下结果：两种模型在同种载荷，同种单元尺寸大小的情形下，不加圆角的模型应力比加了圆角的小，但请大家注意，在尖角部位的应力结果随着网格的细化而发散，而带圆角的模型随着网格细化收敛，因此，本人不同意作者的说法。希望在概念上能够更正一下

希望作者能否提供一下材料以及材料的S-N曲线，以便更好的与大家一起分享你的作品，先谢了！

如有任何问题，请联系我，我的e-mail:zhuoweiyuan@yahoo.com.cn

Best regards

作者: setter 时间: 2007-1-30 16:43
pro/e有mechanica,不过目前还没用起来....

有个问题

如果取消所有圆角,那么在注塑的时候,尖角处是否会有较高的残余应力?这对按键的寿命是否也有不良影响?

想知道楼主做完修改之后对按键寿命的测试情况

作者: batilily 时间: 2007-1-31 22:14

原帖由 yuanzhuowei 于 2007-1-30 15:46 发表
作者的文章写得很清楚，但我个人对于此有些不同的看法，希望能够与大家交流一下

作者提到的不加圆角的比加了圆角的使用寿命长，但是很明显，在大家的概念里，加圆角后在其根部截面积增加，同样的载荷，根部平均 ...

楼主的说法有一定道理，但是强度并不等同于疲劳。强度好的零部件不一定寿命就长。
希望能有理论证明。

作者: yuanzhuowei 时间: 2007-2-1 09:00
标题: reply
batilily，你好
我想让大家知道的是：
楼主使用的是同种材料，因此，不存在你说的这种情形：“强度并不等同于疲劳。强度好的零部件不一定寿命就长。希望能有理论证明”

因此，我们有理由相信：同种材料，同一结构，应力水平低时，所计算得到使用寿命必然增加

而我也已经证明过带尖角部位，网格越细，所得的应力越大，也就是说，应力在尖角部位发散

希望大家多多参与讨论

作者: 梦晓 时间: 2007-2-1 09:26
顶，图文并茂，好文章！

作者: qqdouble 时间: 2007-2-6 10:20
不错哦！长知识了！

作者: szlxl82 时间: 2007-2-9 10:31
标题: 顶
顶，不错的贴子，应用到实践中来了。CAE分析真的很好用，可以节省许多不必要浪费的时间，要是PROE也有这个功能就好了.

作者: amane 时间: 2007-2-9 11:12
学习.

作者: segi 时间: 2007-2-9 14:21
标题: 不错的教程。。
谢谢共享。。学习中，，，

作者: wang-hai-bo 时间: 2007-2-9 17:30
学习！

作者: kingtigerFXP 时间: 2007-2-13 10:28
好贴!!!好贴!!!

作者: petertqf 时间: 2007-2-17 09:19
Very good!可以好好学习！

作者: trirockc 时间: 2007-2-17 20:14
先收藏了，以后再看

作者: HAOCYBER 时间: 2007-2-17 22:22
有实际产品的分析,很经典

作者: xiaoxiao1008 时间: 2007-2-17 23:08
好

作者: HAOCYBER 时间: 2007-2-17 23:14

原帖由 xiaoxiao1008 于 2007-2-17 23:08 发表
好

各版都在高拜年送红包
XIAO版也该行动了

作者: 来了 时间: 2007-3-8 11:16
好好好好

作者: leo_hong 时间: 2007-3-10 10:22
很好,很想学,但看不懂

作者: linjuming 时间: 2007-3-11 15:45
非常好的支持,请问楼主该例子用的是什么塑料?学cosmos什么好书或者好方法推荐一下的?

作者: 郎 时间: 2007-3-20 23:44

原帖由 yuanzhuowei 于 2007-1-30 15:46 发表
作者的文章写得很清楚，但我个人对于此有些不同的看法，希望能够与大家交流一下

作者提到的不加圆角的比加了圆角的使用寿命长，但是很明显，在大家的概念里，加圆角后在其根部截面积增加，同样的载荷，根部平均 ...

楼主的帖很精彩，谢谢分享！
但我有和yuanzhuowei一样的问题，期待进一步理解。

作者: liumech 时间: 2007-4-2 21:23
标题: disagree some point
我的理解是，减小厚度，因而增加柔性(actually reduce stiffness)。但如果根部没有原角，你的应力应是无穷的，有现员的结果应是不准确的。不信你可以mesh细一些，你将得到更大的应力。if meshing is refined again, you would get bigger stress again. Durability you get is meaningless.

When adding radius on bottom of beam,it would be compressive upon receiving top bending load.so it will increase stress level because stiffness is increased.

my two cents, just reference only.

作者: liumech 时间: 2007-4-2 22:14

原帖由 yuanzhuowei 于 2007-1-30 15:46 发表
作者的文章写得很清楚，但我个人对于此有些不同的看法，希望能够与大家交流一下

作者提到的不加圆角的比加了圆角的使用寿命长，但是很明显，在大家的概念里，加圆角后在其根部截面积增加，同样的载荷，根部平均 ...

Strong agree! if no 圆角, there will be singularity on the 根部. so this fea simulation is meaningless.

作者: 酷努腊 时间: 2007-4-3 08:49
楼主能不能提供修模后的样品进行试验啊.结果如何呢?
楼上的中英文结合了.

作者: xzw750815 时间: 2007-4-4 10:54

原帖由 liumech 于 2007-4-2 22:14 发表

Strong agree! if no 圆角, there will be singularity on the 根部. so this fea simulation is meaningless.

楼主在介绍COSMOS分析时候，能否增加关于模型的具体FEA的过程，随着FEA的过程设置不同，所得到的结果会有非常大的差异，你的结果与很多经验的结论不同，希望用其他软件分析的朋友可以将这个模型分析后与大家分享，同时楼主能否将材料和S-N曲线数据提供，这样得到的结果对楼主公司会更加全面！

作者: wangzonghe 时间: 2007-4-5 14:36
我的困惑同67楼，期待楼主解惑！

作者: titany 时间: 2007-4-5 23:52
实际上做模具是那个尖角的地方肯定是圆角来的,大小的问题而已,分析时是否应倒了圆角再分析?

作者: wabc1234 时间: 2007-4-6 11:17
应在连条根部做一转折点，加大弹力承受力，转折后加骨或园角增加强度

作者: liumech 时间: 2007-4-14 02:56

原帖由 wabc1234 于 2007-4-6 11:17 发表
应在连条根部做一转折点，加大弹力承受力，转折后加骨或园角增加强度

In another words, it is to increase continously uniform stresses plot,reduce single integrated points of matrices or can be said to reduce false stress discrete distriobution. That is what I understand. My two cents only, use it wisely.

作者: 284767780 时间: 2007-4-20 00:44
标题: 好
很有创意可以教我吗

作者: xiao169ping 时间: 2007-4-20 17:52
ding..........

作者: lchg888 时间: 2007-4-20 21:41
CAE怎做的，教我？

作者: lcd198311 时间: 2007-4-25 08:18
标题: ????????????
材质问题!

作者: lcd198311 时间: 2007-4-25 15:03
标题: k

01x

作者: 我是泥巴泥巴 时间: 2007-4-25 15:15
单纯的CAE只有指导意义，还是要用实验去证明的，只是减少和缩短实验时间。工艺，材质，模型的完整、准确，约束模型的准确等等一个小问题就可能让计算不准确。甚至一个网格的畸变就会使计算出的应力变化很大。
希望搂主再将改模后的测试结果公布下，方便大家对比学习。

作者: cbrmbz75 时间: 2007-4-26 09:33

原帖由 我是泥巴泥巴 于 2007-4-25 15:15 发表
单纯的CAE只有指导意义，还是要用实验去证明的，只是减少和缩短实验时间。工艺，材质，模型的完整、准确，约束模型的准确等等一个小问题就可能让计算不准确。甚至一个网格的畸变就会使计算出的应力变化很大。
希 ...

一直忙着赶项目，大伙提了很多问题都没时间一一回答，有些问题也超出我目前
所知道的。至于很多朋友提出的在根部加圆角，我本人也赞同在按键的上根部
加0.3R圆角更符合实际（不过正如有些楼友说模具在此部位怎么样都会自然带少许圆角，不要求也
自然加了

）。修模时上下不加圆角是因为以后再追加比较容易，在这里只是留后路而已，大家不要
钻牛角尖。正如楼上说单纯的CAE只有指导意义，还是要用实验去证明的，CAE只是减少
和缩短实验时间我可以告诉大家，现在改出来的按键在注塑和使用上都没有
出现问题，没有像以前那样在根部或其它部位出现发白现象。不过话可以说回来，
我说说这个理论分析跟实际的区别：CAE分析时它是以中性面来做分界的，学过
材料力学的都会知道，分界以上是产生拉应力，分界以下产生压应力，离中面越远应力
越大，这就是为什么CAE分析的结果是加圆角不如不加圆角的，电脑自己是不会考虑实际
的制造状态的。由于实际注塑时塑料在直角位受到剪切而产生应力集中，这些危害大过
CAE分析的结果，两者有弊取其利也，权衡一下就应该在根部上端加点圆角。

大家觉得我说得不对尽管扔砖头

作者: diaoqinliucheng 时间: 2007-5-31 16:44
多谢！希望这样结合实际分析的例子多些才好！

作者: wnhysy 时间: 2007-5-31 19:49
不错啊，技术贴

作者: kennethli 时间: 2007-6-1 08:50
高手请出手,怎么我这里的cosmos里面没有生命总数的分析呢?不胜感激.

作者: zgczai 时间: 2007-6-6 11:06
标题: 好的
要顶

作者: lzdq123 时间: 2007-6-7 14:02
不错不错!

作者: kswhf 时间: 2007-6-11 22:45

作者: chenxuetao111 时间: 2007-6-19 15:52
高手,顶顶

作者: yian10000 时间: 2007-6-19 16:42
DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD好好学习

作者: Kingcom 时间: 2007-6-20 14:59
要顶

作者: yian10000 时间: 2007-6-20 15:17
请教一下版主，怎么看COSMOS里显示的参数呀？？？？？？？？

作者: chenxing0903 时间: 2007-6-21 09:31
如果下面不加圆角，那注塑的时候可能会有小的缩水吧，或是注塑是不大方便，不知道你们实际情况怎么样

作者: 时光 时间: 2007-6-28 08:03
谢谢！

作者: [atman] 时间: 2007-7-6 13:44
标题: 請問下這個用的什麼軟件?
請問下這個用的什麼軟件?

作者: billyqian520 时间: 2007-7-7 22:47
标题: 我顶----做机构设计CAE是基础技术
我顶----做机构设计CAE是基础技术

作者: wenhuifly 时间: 2007-7-8 13:11
不错,这个案例很有参考价值.

作者: jiangxiaowei 时间: 2007-7-10 16:15
标题: hi
大家好!
我刚加入，请各位多多指教

作者: shyahsin 时间: 2007-7-14 09:13
可惜俺不会

作者: wuguochao 时间: 2007-7-19 14:12
我顶----

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