基于有限元法的指環(huán)式條碼掃描器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文以一款指環(huán)式條碼掃描器為例，從產(chǎn)品設(shè)計的角度出發(fā)綜合運(yùn)用有限元法、有限體積法以及試驗(yàn)手段對掃描器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真和測試，并根據(jù)仿真和測試的結(jié)果對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
　　論文中首先介紹了條碼技術(shù)和條碼掃描技術(shù)的發(fā)展歷史以及國內(nèi)外的現(xiàn)狀，并對論文中使用的有限元法做一介紹，同時闡述了指環(huán)式條碼掃描器的環(huán)境測試要求以及對結(jié)構(gòu)設(shè)計提出的挑戰(zhàn)。接下來使用有限元法對掃描器扳機(jī)進(jìn)行疲勞分析，從仿真方面先對扳機(jī)的疲勞性能進(jìn)行評估。從分析結(jié)果來看扳機(jī)疲

2、勞壽命最薄弱區(qū)域出現(xiàn)在彈性板彎曲部分，最小疲勞壽命滿足產(chǎn)品設(shè)計要求。再對掃描器扳機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，和分析結(jié)果一樣，掃描器扳機(jī)通過了產(chǎn)品的疲勞試驗(yàn)要求。
　　其次，本論文對掃描器的溫度場進(jìn)行研究，一方面使用有限體積法對掃描器的溫度場進(jìn)行分析，通過分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)在掃描器工作時，掃描引擎內(nèi)的傳感器以及瞄準(zhǔn)VLD上的溫度超過了元件的許用溫度，將會對產(chǎn)品的掃描性能造成影響。另一方面對掃描器進(jìn)行溫度場試驗(yàn)，試驗(yàn)得到的溫度場結(jié)果與分析結(jié)果基本一致。

3、基于分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，本論文從材料的熱傳導(dǎo)性能方面入手，提出溫度場優(yōu)化方案，并驗(yàn)證優(yōu)化方案的可行性。
　　最后，本論文還使用動力學(xué)有限元分析方法和跌落試驗(yàn)方法對掃描器結(jié)構(gòu)的跌落性能進(jìn)行了研究。首先使用動力學(xué)有限元分析來模擬評估掃描器自1.5m高度跌落后的應(yīng)力水平以及加速度水平，分析結(jié)果顯示上殼和下殼再跌落過程中均有部分區(qū)域的應(yīng)力偏高，可能出現(xiàn)開裂風(fēng)險;同時掃描引擎上的加速度響應(yīng)低于產(chǎn)品的沖擊加速度規(guī)格，掃描引擎出現(xiàn)失效的風(fēng)險較低