2025.09.26

線束的耐久性與疲勞分析

線束的耐久性與疲勞分析

線束（Wire Harness）是由多條電線、電纜與連接器組成，並經過有序整合與固定的電氣系統元件，主要功能是傳輸電力與訊號。線束在車用設備、家電、消費性電子裝置及工業設備中扮演關鍵角色，不僅能確保電氣訊號的穩定與準確，還可降低干擾與損耗，並加速產品組裝流程。

車載線束佈線和出貨壓接

線束耐久性分析的工程目標與挑戰

為因應複雜的操作環境與長期使用需求，線束設計通常需考量其機械強度、柔韌性、耐熱性與耐磨性等物理條件。因此我們可透過 CAE 模擬取代繁瑣的物理測試流程，從而提高設計過程的效率與精確度。具體工程目標如下：

  1. 取代實體測試：通常實體的耐久性測試可能會長達數個月，透過 CAE 模擬進行虛擬的產品可靠性驗證，避免了反覆實體測試的高昂成本與長時間投入。

  2. 打造虛擬產品開發流程：從設計概念階段開始，透過模擬進行預測，並預防產品故障。
  3. 獲得設計改善方向：透過模擬可計算產品的可靠度結果，幫助工程師改善產品設計，從而提高企業的產品性能與壽命。
  4. 運輸包裝影響評估：確保線束在包裝與運輸的過程中，不會因過度變形而對疲勞壽命產生不利影響。

 

我們的模擬解決方案

Ansys LS-DYNA 顯式動力學模擬軟體與 Ansys nCode DesignLife 疲勞分軟體為解決上述工程挑戰提供了一套無縫整合的解決方案：

  1. 流程整合：從設計變更到結構分析，再到疲勞壽命預測，Ansys 能夠結合 Ansys LS-DYNA 和 Ansys nCode DesignLife 工具提供一個完整且無縫的工作流程。 

無縫的 Ansys nCode DesignLife 工作流程

  1. 高精度疲勞壽命預測：Ansys nCode DesignLife 是全球領先的耐久性分析工具，可透過先進的疲勞分析技術，提供與實際物理測試驗證的疲勞壽命預測，幫助工程師更準確地識別潛在的設計缺陷與風險。

  2. 材料數據庫：Ansys nCode DesignLife 內建了包含疲勞參數的廣大材料數據庫，讓使用者輕鬆且方便地選擇，並應用所選材料。

Ansys nCode DesignLife 用於 疲勞壽命的材料資料庫

 

線束的組裝過程模擬與壽命預測結果展示

Ansys nCode  DesignLife 線束連接器壽命預測結果

 

Ansys LS-DYNA 線束組裝過程的模擬結果動畫

 

進行線束耐久性與疲勞分析的好處

  • 降低成本

進行耐久性與疲勞分析能夠顯著降低產品開發的成本，透過虛擬的模擬測試，企業可以在沒有製造物理實體模型的情況下，快速預測產品設計的可行性，從而減少開發成本。

  • 節省時間

物理的疲勞測試往往需要較長的時間來完成，有時甚至會長達數個月，而使用Ansys軟體進行模擬分析，能夠大幅減少實測的次數，進而縮短設計迭代的時間。

 

建議使用的工具軟體：Ansys LS-DYNA, Ansys nCode DesignLife

 

參考資料：Ansys 原廠

 

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艾索科技股份有限公司 AISOL Technology

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