基于有限元模擬柔性織物鍵盤開關(guān)的疲勞壽命.pdf

1、柔性織物鍵盤開關(guān)作為智能紡織品的一種，由金屬絲和絕緣紗線共同織造而成。它既保留了傳統(tǒng)紡織品柔軟、透氣的特征，又具備電子器件控制電路通斷的功能?？梢詫⑵淇椚敕椈蚣矣醚b飾材料，用來撥打電話、控制照明和其他電子設備。因此柔性織物鍵盤開關(guān)會在可穿戴紡織品領域發(fā)揮舉足輕重的作用，其具有十分廣闊的發(fā)展前景。
　　伴隨柔性織物鍵盤開關(guān)研究的逐漸成熟，且使用范圍越來越廣泛，隨之而來的是對柔性織物鍵盤開關(guān)的性能要求越來越高，在提高其穩(wěn)定性與服用性

2、外，其疲勞壽命也是衡量柔性織物鍵盤開關(guān)的一個重要因素。近年來，不少學者從各個方面對紡織材料結(jié)構(gòu)的疲勞性能進行了研究，這對材料結(jié)構(gòu)使用壽命及材料疲勞性能的改進等提供了重要的理論依據(jù)。然而對柔性織物鍵盤開關(guān)疲勞壽命的研究較少。本課題主要研究柔性織物鍵盤開關(guān)的疲勞壽命性能。
　　本課題使用萬能強力測試儀測試出滌綸紗線的彈性模量及斷裂強度，在50％、60％、65％、70％、75％、80％及85％應力水平下對滌綸紗線進行拉伸回彈測試，得到滌

3、綸紗線的疲勞壽命曲線。應用復合材料精密壽命測試儀對柔性織物鍵盤開關(guān)進行壽命測試，得到其在按壓30000左右次數(shù)下壽命最好。
　　其次，采用有限元分析軟件ANSYS Workbench分析及假設柔性織物鍵盤開關(guān)組織結(jié)構(gòu)，建立三維柔性織物鍵盤開關(guān)幾何模型，根據(jù)疲勞實驗情況對幾何模型進行材料屬性設置、網(wǎng)格劃分、邊界條件設置及疲勞模塊設置，以“SN-None”平均應力水平理論計算得到柔性織物鍵盤開關(guān)的應力分布、疲勞損傷形態(tài)。
　　最

4、后，對比實驗與有限元分析結(jié)果，有限元計算壽命為45000左右，大于實驗結(jié)果，因為測試滌綸紗線回彈次數(shù)大于柔性織物鍵盤開關(guān)中紗線的按壓次數(shù)，主要是由于忽略了柔性織物鍵盤開關(guān)中紗線間的相互作用力。有限元分析表明柔性織物鍵盤開關(guān)的按壓中心區(qū)域以及孔洞部分與支撐部分連接處的承受載荷較大，其他區(qū)域相對較小。有限元分析結(jié)果中，模型疲勞損傷大部分出現(xiàn)在孔洞部分中心區(qū)域，說明該區(qū)域是應力集中處，受力后先發(fā)生疲勞破壞。疲勞實驗結(jié)果中紗線的主要破壞模式是紗