致謝牙菌斑檢測(cè)儀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u10241牙菌斑檢測(cè)儀設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)力學(xué)分析案例 1296391.1外殼強(qiáng)度分析 1209171.1.1選擇材料 163601.1.2設(shè)定壁厚 2293391.1.3外殼分析結(jié)果 287011.2內(nèi)部元件受力分析 41.1外殼強(qiáng)度分析1.1.1選擇材料經(jīng)查閱資料和文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)制作版圖電路板時(shí)常用一種型號(hào)叫做PCB的一種印刷版圖電路板，我們也把它叫做一種印刷版圖電路板,這種技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)至少有100多年的發(fā)展歷史了,它的電路設(shè)計(jì)主要都用的是基于一種版圖式的電路設(shè)計(jì),采用這種印刷電路板的主要技術(shù)特點(diǎn)之一就是用它大大降低了線路布線及材料裝配之間的設(shè)計(jì)差誤,提高了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的技術(shù)水平與工業(yè)生產(chǎn)者的勞動(dòng)率。而在加工印刷電路板時(shí)，大多數(shù)會(huì)選擇用碳纖維板加工，尤其是可復(fù)合成型的碳纖維板,這是一種用高溫納米的碳纖維氈和多種高性能的高碳環(huán)氧樹脂纖維為主要原料所復(fù)合制成的新型高碳復(fù)合纖維材料,它們分別具有高溫導(dǎo)熱低、阻然、耐壓抗高溫、防水抗靜電、重量輕、抵抗各種化學(xué)物質(zhì)腐蝕等諸多優(yōu)勢(shì)。因此本文在電路板的力學(xué)仿真分析時(shí)選用碳纖維這一種材料。在選擇外殼材料時(shí)，因?yàn)楸疚脑O(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的牙菌斑檢測(cè)儀需要便攜輕巧，方便日常使用，所以決定選用ABS材料。ABS是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈為ABS復(fù)合樹脂加工提供了堅(jiān)硬、耐熱、抗堿性酸堿和耐鹽等多種酸性化學(xué)物質(zhì)腐蝕的特殊化學(xué)性質(zhì);而聚苯乙烯樹脂為ABS復(fù)合樹脂加工提供了堅(jiān)固的化學(xué)硬度、加工時(shí)的穩(wěn)定流動(dòng)性和提高產(chǎn)品表面光潔度的程度,是一種化學(xué)強(qiáng)度高、韌性好、易于高溫加工和注塑成型的一種熱塑高彈性高分子結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,又稱之為ABS復(fù)合樹脂。ABS這種塑料的主要外觀原理是一種不透明而且可以呈現(xiàn)出一種象牙狀的白色顆粒物,其加工制作后的制品可著色，變成你想要的顏色,并且它們還具有很高的色彩光澤度。因此在后期的加工處理上，可以把用該種材料設(shè)計(jì)的物品上色，使牙菌斑檢測(cè)儀的外殼更加美觀。ABS的電絕緣性較好，而且?guī)缀鯖]有受到溫度、濕度及其頻率等因素的影響,可以在大多數(shù)環(huán)境下進(jìn)行使用。最重要的一點(diǎn)是,abs有優(yōu)良的流體動(dòng)力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)度極好,同時(shí)它的耐熱變形溫度大約為93至118℃,制品經(jīng)過退火加熱處理后還有效地可以將其提高10℃左右。-40至100℃的溫度下都是可以安全放心地使用。在對(duì)相機(jī)進(jìn)行材料設(shè)置時(shí)，本文選擇了6061材料。6061是一種合金材質(zhì)，主要合金元素是鎂與硅，為了達(dá)到不同的特性它的材料添加的也有所不同，如果要理想中及氧化鐵對(duì)這種鋼材的壞腐蝕功能,就建議可以在這種鋼材中適量添加適當(dāng)?shù)难趸i與鉻。若只是想大幅提高導(dǎo)電合金的抗熱耐磨性和沖擊強(qiáng)度，不想其抗蝕性有明顯降低可以添加少量的銅或鋅,若只是想利用他的導(dǎo)電能力時(shí)則可以添加少量的鉛與銅或者鉛和鋅,若只是想大幅增強(qiáng)鋼的切削力,可以同時(shí)少量加入鉛與鉍。因?yàn)?061鋁合金材料中的主要兩種合金化學(xué)元素，分別是氧化鎂與鋁和二氧化硅,所以它們分別具有中等的導(dǎo)熱強(qiáng)度、良好的導(dǎo)熱耐腐蝕性、可靠的焊接性和穩(wěn)定性,氧化熱與反應(yīng)加熱效果更佳的主要特點(diǎn)。1.1.2設(shè)定壁厚在建模時(shí)，根據(jù)借助相關(guān)資料以及參考現(xiàn)有已經(jīng)開發(fā)出的牙菌斑檢測(cè)儀的參數(shù)，初步設(shè)定本文所設(shè)計(jì)的牙菌斑檢測(cè)儀的殼體厚度為2mm。1.1.3外殼分析結(jié)果研究表明，作為一名成年男性或者女性，握力在43至50千克,27至31千克之間，通常來說人手的握力一般為300牛左右。因此本文在進(jìn)行牙菌斑檢測(cè)儀外殼靜應(yīng)力分析時(shí)，設(shè)置的力度與成年人正常握力相比偏大一些，這樣能使所設(shè)計(jì)的牙菌斑檢測(cè)儀在力學(xué)性能方面不受誤差影響。本文在設(shè)計(jì)牙菌斑檢測(cè)儀時(shí)，選用ABS樹脂作為牙菌斑檢測(cè)儀外殼的材料。在軟件上輸入所選取的外殼材料ABS樹脂以及力350牛后對(duì)外殼進(jìn)行靜應(yīng)力分析。分析云圖如圖1.1和圖1.2所示。圖1.1牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力分析應(yīng)力圖圖1.2牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力分析位移圖由圖可知圖1.1為牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力分析應(yīng)力圖，圖1.2為牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力分析位移圖。對(duì)圖1.1進(jìn)行分析如下：在應(yīng)力分析圖中，分析圖中右側(cè)所顯示的條形圖從紅色到藍(lán)色表示應(yīng)力由大到小。也就是說顏色越偏向紅代表應(yīng)力越大，顏色越偏向藍(lán)代表應(yīng)力越小?？梢钥闯鲰敳孔钌伲聛硎堑撞?，中間所受的應(yīng)力相對(duì)來說更大一些。同時(shí)該條形圖在該分析圖中表示牙菌斑檢測(cè)儀外殼所受到的應(yīng)力的最大值到最小值。由圖可知該牙菌斑檢測(cè)儀外殼的屈服力為6.204e+008，對(duì)比圖中柱狀圖所顯示的頂端，也就是該牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力最大的部位，數(shù)值為1.191e+007，很顯然該牙菌斑檢測(cè)儀外殼受力最大處的數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其所能夠承受的屈服力，說明設(shè)設(shè)置的參數(shù)并沒有失效，分析圖為正常的。對(duì)圖1.1進(jìn)行分析如下：在位移分析圖中，分析圖中右側(cè)所顯示的的條形圖從紅色到藍(lán)色表示所分析的物體型變量由大到小。也就是說顏色越紅偏向變量越大，顏色越偏向藍(lán)色型變量越小。又圖可知該牙菌斑檢測(cè)儀外殼的最大型變量為9.574e-002，最小型變量為1.000e-030。也就是說該牙菌斑檢測(cè)儀的外殼最大型變量為9.574*10?21.2內(nèi)部元件受力分析在內(nèi)部元件受力分析時(shí)，本文對(duì)CMOS圖像傳感器進(jìn)行了受力分析，填寫參數(shù)時(shí)，CMOS圖像傳感器的材料選擇了6061鋁合金，受力大小選擇了外殼所能接受的最大應(yīng)力。分析云圖如圖1.3和圖1.4所示。圖