휴대 전화는 일상생활에서 중요한 역할을 하며 우발적인 손상으로 인해 큰 장애가 발생할 수 있습니다. 기기를 떨어뜨리거나 젖게 하거나 극한의 열에 노출시키는 등 잠재적으로 기기가 손상될 수 있는 여러 가지 방법이 있습니다.
화면 깨짐은 스마트폰 사용자에게 매우 흔하며 액체 손상도 있습니다. 따라서 제조업체는 스마트폰을 더 강력하고 방수 기능을 제공하는 동시에 소비자가 요구하는 가볍고 얇고 컴팩트한 특성을 유지하는 방법을 연구하고 있습니다.
내구성이 뛰어나고 가벼우며 매력적인 스마트폰을 원할 뿐만 아니라 소비자들은 지속성도 점점 더 신경 쓰고 있습니다. 소비자는 전화를 끊임없이 사는 대신, 오래 쓸 수 있고 재활용이 가능하며 집에서 수리할 수 있는 장치를 원합니다. 일부 시장에서는 제품의 수리 가능성과 최소 수명을 평가하는 “수리 권리” 규정을 도입하고 있습니다.
점점 더 엄격해지는 요구 사항과 판매되는 스마트폰의 엄청난 수 때문에 제조업체는 물리적 테스트를 통해 제품의 KPI를 충족하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그러나 가상 테스트는 다른 문제입니다.
시뮬레이션을 통해 가상 트윈을 사용하여 물리적 프로토타입 없이 테스트를 수행할 수 있으므로 엔지니어는 설계 프로세스에서 설계 아이디어에 대해 빠른 조기 평가를 할 수 있습니다.
시뮬레이션은 실험 계획법(DOE)을 사용하여 수백 또는 수천 개의 가상 테스트를 자동으로 수행할 수 있습니다. 이러한 DOE는 유리 두께, 모서리 반경 및 프레임 두께는 물론 재료 속성과 같은 다양한 매개변수를 사용하여 가상 장치를 분석할 수 있습니다.
SIMULIA는 대표적인 휴대폰의 버추얼 트윈을 사용하여 가상 테스트를 설명하는 여러 워크플로를 개발했습니다. 이러한 워크플로에는 다음이 포함됩니다.
- 조립 응력: 제조 및 조립 공정으로 인해 장치에 가해지는 응력을 평가합니다.
- 낙하 테스트 : 다양한 설계 변수에 대해 매일 낙하를 견딜 수 있으면서도 얇고 가벼운 디자인을 찾습니다.
- 3점 굽힘 : 장치를 주머니에 넣거나 밟았을 때 발생할 수 있는 굽힘 손상 시뮬레이션을 합니다.
- 방수 기능 : 밀봉이 누출되기 전에 장치가 견딜 수 있는 수압 정도를 측정합니다.
조립 응력은 후속 시뮬레이션 워크플로에서 고려되지 않는 경우 조기 고장을 일으키고 장치를 약화시킬 수 있습니다. 시뮬레이션에서 입력은 장치의 다양한 부품의 3D 형상뿐 아니라 구성 요소 제조로 인한 응력과 구성 요소를 함께 고정하는 볼트, 클램프 및 접착제의 하중입니다. 출력하는 결과에는 변형 윤곽, Von Mises 응력 윤곽 및 소성 변형 윤곽이 포함됩니다. 응력이 규정된 한도를 넘으면, 원인을 쉽고 빠르게 분석하고 문제를 해결할 수 있습니다.
장치는 사용자가 수시로 떨어뜨리기 때문에 심각한 손상 없이 이러한 사고를 견딜 수 있어야 합니다. 낙하 테스트는 설계 기준을 계속 만족시키면서 일상적인 낙하에도 견딜 수 있을 만큼 충분히 견고한 설계를 찾는 것을 목표로 합니다.
낙하 테스트 시뮬레이션은 DOE 방법론을 사용하여 재료 구성, 화면 유리의 두께, 후면 덮개의 두께, 프레임의 두께, 모서리 반경 및 화면 보호를 위한 배젤폭과 같은 설계 변수를 변경할 수 있습니다. 결과로는 변형 윤곽, Von Mises 응력 윤곽 및 소성 변형 윤곽과 함께 변형 및 균열의 3D 시각화가 포함됩니다.
떨어뜨리는 것 외에도 스마트폰은 실수로 밟거나, 사용자가 주머니에 넣고 앉을 수 있습니다. 이렇게 전화기를 구부리면 내부 전자 장치에 영향을 미칠 뿐만 아니라 장치가 영구적으로 변형될 수 있습니다.
장치가 구부러지는 것을 제품을 금속 막대 3개 로 힘을 가하여 실제로 실험을 하거나 가상으로 실험하여 롤러 기준점에서 반력을 발생시킬 수 있습니다. 시뮬레이션은 영구 변형 또는 내부 손상 전에 장치가 견딜 수 있는 최대 굽힘력을 평가할 수 있습니다.
방수는 밀봉이 누출되기 전에 장치가 견딜 수 있는 수압의 척도로 평가합니다. 스마트폰을 물에 빠뜨릴 수 있을 뿐만 아니라 스마트 워치 및 피트니스 트래커와 같은 다른 장치를 수영하는 동안 일상적으로 착용합니다. 장치의 씰과 클램프는 시뮬레이션 소프트웨어에서 모델링할 수 있으며 주어진 압력을 받을 수 있습니다. 출력은 씰의 변형과 그것이 미끄러지거나 구부러졌는지 여부입니다. 씰의 결함이 확인되면 성능을 개선하고 요구 사항을 충족하도록 재설계할 수 있습니다.
SIMULIA가 보다 강력한 모바일 장치를 설계하는 데 어떻게 도움이 되는 지에 대한 자세한 내용을 계속 지켜봐 주십시오.
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