¿Cómo predecir si un smartphone sobrevivirá a una caída antes de fabricarlo? Con el lanzamiento de la versión 6.4, COMSOL Multiphysics® ha transformado el análisis de eventos ultrarrápidos y no lineales a través de su nueva funcionalidad de Dinámica Estructural Explícita (“Explicit Structural Dynamics”).

El resolvedor explícito está diseñado específicamente para fenómenos que duran milisegundos. A diferencia de los métodos tradicionales (implícitos), esta versión permite:

• Simular fracturas dinámicas: Visualizar en tiempo real cómo y hacia dónde se propagan las grietas en la pantalla tras el impacto, como se muestra en la figura 1.
• Manejo de contactos complejos: Gestionar de forma robusta el choque entre múltiples componentes y superficies sin errores de convergencia
• Análisis unificado: Evaluar en un mismo entorno tanto el estrés lento (apilamiento en almacén) como el impacto violento (caída al suelo).

Figura 1. La tensión permanente se desarrolla desde la esquina donde el teléfono impacta el suelo (a) y desde el ancho de la grieta en la pantalla de vidrio en el último momento calculado en el análisis (b).

Módulos y herramientas clave

Para lograr este nivel de detalle, el artículo destaca el uso de:

• Structural Mechanics Module Utilizando las nuevas interfaces "Solid Mechanics, Explicit Dynamics" para capturar ondas de choque
• Nonlinear Structural Materials Module: Vital para modelar la deformación plástica del chasis de aluminio y la fragilidad del vidrio.

Figura 2. Evolución temporal de las cantidades de energía, con la energía cinética mostrada en azul, la energía de deformación mostrada en verde y la energía disipada mostrada en rojo.

Particularidades de la simulación

Lo más relevante para el usuario de COMSOL Multiphysics® es el Balance Energético. La herramienta permite monitorizar cómo la energía cinética se transforma en energía de deformación elástica y cuánta se disipa a través del daño plástico y la rotura (Figura 2). Esto permite identificar los puntos críticos del diseño para reforzar el chasis y proteger la electrónica interna.

Conclusión

COMSOL 6.4 no solo dice si se rompe, sino cómo fluye la energía para evitar que ocurra. Un avance imprescindible para el diseño de dispositivos resilientes. Puedes conocer más detalles sobre este tipo de modelos y simulaciones numéricas en el Blog de y en la galería de aplicaciones®.

Referencias

M. McCarty. COMSOL Blog (2016). Modeling a Cellphone Drop Test with Explicit Structural Dynamics.

COMSOL Application Gallery: Phone Drop Test.