用3個案例講述白色家電行業(yè)CAE仿真分析如何做
在“雙碳”及智能制造背景下，白色家電行業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型、智能化、高端化升級已成必然趨勢。產(chǎn)品升級換代，設(shè)計研發(fā)是重中之重。白色家電行業(yè)主要包括冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等家電產(chǎn)品。在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，需要考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)、流體動力學(xué)等多個方面。
傳統(tǒng)的物理樣機(jī)試制方法不僅周期長、成本高，而且難以對設(shè)計方案進(jìn)行全面的驗證和優(yōu)化。而CAE仿真分析技術(shù)就能很好的解決這些問題。
CAE仿真技術(shù)可以提升研發(fā)設(shè)計能力，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計，節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場競爭力。
眾多的企業(yè)已經(jīng)將CAE技術(shù)廣泛用于家用電器的開發(fā)設(shè)計中，與傳統(tǒng)的試驗和設(shè)計經(jīng)驗相結(jié)合，形成很好的互補(bǔ)，并解決了很多實際問題。
CAE在白色家電行業(yè)的應(yīng)用有很多，有工程校驗，有限元分析等，主要解決產(chǎn)品的性能質(zhì)量，進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、模擬態(tài)、動力學(xué)、熱力學(xué)、非線性、噪聲、流-固耦合、氣動彈性、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。下面用3個案例來講述CAE仿真技術(shù)如何應(yīng)用的。
01、壓力鍋墊片優(yōu)化
該分析的目的為針對電壓力鍋在高壓蒸汽的情況下(分析中以不同的壓力值作為蒸汽的加載工況)，支撐墊片不能發(fā)生永久變形進(jìn)行分析和優(yōu)化。
分析中通過虛擬DOE實驗，排列組合，以墊片的應(yīng)力和變形量作為目標(biāo)值進(jìn)行對比判斷，最終得出最優(yōu)的組合參數(shù)方案，使得墊片設(shè)計能夠滿足設(shè)計需求。
02、冰箱門熱應(yīng)力分析
某公司在開發(fā)X型號的冰箱時，在門體溫度循環(huán)試驗中門蓋發(fā)生如圖所示的開裂現(xiàn)象。分析的目的為通過溫度場模擬冰箱門在高溫及低溫放置的工況，考查冰箱門蓋的應(yīng)力和變形情況，查找出門蓋開裂的原因，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改善。
通過對原始設(shè)計進(jìn)行分析，結(jié)果表明室溫至低溫的情況下門蓋的應(yīng)力和變形較大，即門蓋開裂是由低溫時的收縮引起的，與實驗結(jié)果一致，最大應(yīng)力發(fā)生在上下門蓋的前邊緣的中間部位，與實際斷裂部位也是吻合。
根據(jù)分析結(jié)果，分別對冰箱門的上蓋板和下蓋板進(jìn)行優(yōu)化。對于上蓋板在頂面加厚，外邊緣導(dǎo)圓角，縱向筋的一端延伸到端部，縱向筋的另一端也延伸到底部，增加一條橫向的筋。對于下門蓋頂面加厚，外邊緣導(dǎo)圓角，增加縱向及橫向的筋，增加內(nèi)部筋的高度。
經(jīng)過改善優(yōu)化并進(jìn)行校驗分析，改善效果明顯，門蓋安全系數(shù)顯著增加，門體整體變形也明顯減小，滿足產(chǎn)品的可靠性需求。
03、電視機(jī)跌落損壞分析
某款電視機(jī)在跌落后，面板固定顯像管區(qū)域總會出現(xiàn)如圖所示破裂。
通過仿真分析，確定結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)以及初始的擴(kuò)展區(qū)域，從而準(zhǔn)確的提出解決方案，順利的解決了該問題。
隨著CAE仿真分析技術(shù)的日新月異，它正逐漸為白色家電行業(yè)的綠色發(fā)展注入源源不斷的活力，成為產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計的堅實后盾。
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