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好拉又拉不坏的拉链长啥样?

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2017 RADIOSS求解器大赛圆满结束,大赛颁奖礼在7月13日Altair 2017 技术大会晚宴上进行。本次大赛最终决出6个奖项,分别为:

 
 
 
   
   
 

最高奖项--最具价值仿真奖由来自深圳创新研究院的朱红红摘得(小汰看着她手里的奖品-大疆无人机有点眼红),究竟朱工投稿的是怎样的作品,能摘得大赛桂冠,下面跟着小汰一起探个究竟吧~

 
 

常看足球赛事的朋友们,对上面这位一直在与拉链“战斗”的大叔很熟悉,堂堂阿森纳主教--温格,却被常年被拉链折磨的够呛。

确实,我们生活中也常常遇到这样的囧况,毕竟不是所有的拉链都是YKK。

 当我们在抱怨这扰人的拉链时,有牛人已经搞起了仿真模拟。在这个多年来经验主导的领域,朱红红工程师探索了一种数值模拟方法:使用RADIOSS求解器模拟出了拉链的两种工况,分别评估耐拉扯性能和滑动流畅性。并结合HyperStudy优化功能,找到了拉链倾角的最佳数值。

 

 该案例话题新颖、过程合理、结果与实验对标良好,提出了对设计的具体建议。真正地实现了让仿真驱动设计渗透到生活的点点滴滴。

背景介绍

平拉强力和拉合轻滑度是检验拉链性能好坏的两项关键指标。传统试验方式周期长且部分具有破坏性,如平拉强力,造成样本无法重复利用,成本高且效率低。

利用仿真手段替代部分试验来预估拉链性能,一可节约制样成本,二仿真模型方便调整参数重复分析,可极大地提高设计效率,降低 制样及试验成本。

模型与工况

1. 平拉强力

 
 

2. 拉合顺滑度

 
 

结果分析

1. 平拉强力

 
 

 在time=0.00343时刻,拉链彻底破坏,该时刻加载力达到686N,即为该拉链能够承受的平拉强力。实验测试数据显示,此型号拉链平均平拉强力680N,上述仿真结果与测试数据吻合良好,验证了仿真模型的准确性。

2. 拉合顺滑度

 

 取稳定波段最大峰值(取time=0.14s后波段)为拉合轻滑力,仿真结果为3.53N。实验测试数据显示,此型号拉链拉合轻滑度平均值为3.5N,上述仿真结果与测试数据吻合良好,验证了仿真模型的准确性。

优化

用HyperStudy建立以链牙倾角为设计变量的平拉强力分析模型。

DOE分析设置设计变量六个变化水平,即分别对应六个倾角:

 

1. 平拉强力

 

结论1:

拉链平拉强力随链牙倾角增大而减少,当倾角设置小于45°时,平拉强力大于700N。

2. 拉合顺滑度

 

结论2:

拉合轻滑力与链牙倾角变化为非线性关系;该款拉链在链牙倾角设置为46°附近时,拉合轻滑度最好,高于或低于该倾角值则都会导致拉合轻滑力上升,且是越高于此倾角值,拉合轻滑度越差。

综合结论

对链牙倾角的DOE分析结果表明,平拉强力随链牙倾角增大而减小。而拉合轻滑力与跟链牙倾角为非线性变化关系,对于该款拉链链牙角取值为46°附近最佳。

目前该款拉链初始设计值为48°,仿真结果显示其平拉强力为686N,拉合轻滑度为3.529N。

建议向下调整为45°,则平拉强力会高于700N ,而拉合轻滑度则低于3.5N。从而保证满足金属拉链拉合轻滑度不得低于3.5N的设计标准。

 

看完这个案例,是不是非常过瘾?拉链虽小,也有仿真模拟的用武之地。我们的生活因为这些一点一滴的创想而更加美好。你用RADIOSS模拟的产品可以如何改善我们的生活?欢迎与小汰分享~

来源:Altair澳汰尔
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著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-03-29
最近编辑:1月前
Altair澳汰尔
澳汰尔工程软件(上海)有限公司
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