仿真APP助力OLED柔性屏幕高效设计

当前，折叠屏手机已成为盛行趋势。
海内各大手机厂商都相继推出了自己的折叠屏产品，如华为的Mate X系列、OPPO的Find N系列等。
手机能够折叠依赖于可弯折的OLED柔性屏幕。

柔性OLED屏幕的叠层和材料数量较多，不同的叠层厚度和材料组合会导致不同的弯折应力分布，进而影响屏幕的利用性能。
采取传统的设计剖析流程，须要在屏幕构造定型之前对叠层进行反复的尺寸调度和试验，以得到知足产品利用的构造形式，费时费力。
而采取多物理仿真平台Simdroid无代码化封装的仿真APP，可以快速对柔性屏幕不同叠层厚度与材料参数进行比拟剖析，极大提高了设计效率，并大大降落了设计职员的技能哀求门槛。

图1 市场热门折叠屏手机（来自网络）

二、仿真APP办理方案

柔性屏幕折叠性能与叠层构造关系密切，一样平常的OLED屏幕叠层包含PET、UTG玻璃、POL偏光片、PANEL层等，各层由OCA光学胶粘接成一个整体。
屏幕弯折办法大多为内弯，如Find N系列；华为部分型号为外弯，屏幕朝外。

本案例以某型号内弯构造柔性OLED屏幕为例，先容柔性屏幕弯折力学剖析的建模过程和APP制作方法，并基于仿真APP完成屏幕的构造设计。

图2 OLED柔性屏幕叠层构造

1、仿真流程搭建

1) 参数化建模：模型为旁边对称模型，柔性OLED屏幕通过泡棉与刚性中框连接，长宽分别取1005mm，厚度为各叠层厚度之和，将关键的叠层厚度尺寸进行参数化。

图3 柔性屏幕参数化建模

2) 材料参数设定：OCA光学胶具有超弹性和粘弹性，是一种不可压缩材料，采取Mooney Rivlin超弹性本构仿照，其它材料皆采取线弹性材料本构仿照。
定义屏幕各叠层和运动器件的材料属性。

图 4 材料参数设定

3) 网格划分：所有部件皆采取一阶六面体网格划分，各叠层厚度方向一样平常划分1-2层网格，面内方向弯折曲率大的位置网格密度可加大，其他位置网格密度可适量降落，以提高打算精度同时减少打算韶光。

图5 网格划分

4) 约束与载荷施加：泡棉一侧与刚性中框粘接，另一侧与屏幕打仗；左侧中框为支撑架，固定不动，右侧中框沿给定轨迹曲线运动加载。

图6 约束与载荷施加

5) 连接与打仗：定义支撑泡棉与屏幕之间的打仗与绑定关系，并定义运动器件为刚体。

图7 连接与打仗定义

6) 求解设置：创建通用静力剖析步。

图8 求解设置

7) 打算结果查看：弯折后的屏幕呈“水点”形状，对称模型镜像后完全形状如左下图。
右下图是华为Mate X2的屏幕实物弯折效果。

图9 柔性屏幕弯折仿真与实物效果比拟

查看最大主应力和最大主应变云图。

图10 最大主应力与最大主应变分布云图

2、仿真APP封装

基于Simdroid平台供应的仿真APP开拓环境，通过选择和鼠标拖拽的办法搭建屏幕弯折剖析APP界面，将屏幕弯折的剖析过程进行封装，开拓具有尺寸设计、剖析求解、结果查看完全过程的一体化仿真APP，如下图所示。

图11 OLED柔性屏幕弯折仿真APP界面

用户可以修正各叠层厚度及材料参数，一键打算，快速得到不同设计方案的屏幕应力、应变。
APP界面左侧为叠层示意图，几何参数修正面板，叠层材料参数修正面板，最下方为天生几何、天生网格和一键打算的按钮。
界面右侧为模型展示区，可查看几何、网格模型及结果的最大主应力、最大主应变云图。

3、基于仿真APP的叠层构造设计

1）基于屏幕弯折仿真APP，打算不同厚度与材料选型下的屏幕应力分布情形，并调度参数优化构造设计。
初步设置一组尺寸参数，从打算结果可以看出，屏幕弯折过程UTG层最大应力达到1668MPa，超过材料强度，会造成屏幕在弯折过程中的毁坏，判断设计不合理，须要进行调度。

图12 屏幕构造初步设计

2）修正叠层参数，如减小UTG厚度，选用模量更低的OCA胶等，重新提交进行打算。
UTG层最大应力为964MPa，应力水平降落了42%。
通过打算可以得到各叠层的应力和应变，结合干系的实验数据，可对屏幕毁坏风险进行判断，也可对不同叠层或材料组合设计的应力风险进行横向比拟，提高设计效率。

图13 经由参数优化后的打算结果

三、屏幕弯折仿真APP运用

柔性屏幕在电子消费行业运用日趋广泛，如面板厂商、手机厂商、电脑厂商、电视厂商等，不同产品的柔性屏幕在构造设计时都可建立对应的仿真APP，将剖析过程进行封装，实现产品性能的快速剖析，优化产品设计。

有了仿真APP的帮忙，工程师不再须要进行繁琐及重复的建模与剖析操作，也不须要过多关注剖析事理和打算过程，就可以完成力学性能符合哀求的产品构造设计。
同时，本须要专业仿真工程师才能胜任的剖析打算事情，可以部分交由设计工程师处理，减少设计部门和剖析部门之间的迭代次数，缩短产品研发周期，降落研发本钱。
欢迎广大电子消费行业企业工程师在线利用仿真APP快速完成柔性屏幕叠层设计，赞助产品研发：https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/202791

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四、仿真APP赋能每一个工业品

相较于传统CAE仿真软件，基于Simdroid开拓的仿真APP更加灵巧易用，用户可以零门槛低本钱、跨平台跨终端随时随地访问云平台进行仿真剖析事情，提升产品研发效率。

同时，Simapps平台也支持企业产商将仿真APP的在线打算界面内嵌到官方网站产品宣扬页，或将仿真APP的二维码植入到产品先容手册，为需求端用户展示产品的科学设计办法及产品性能，供应产品利用场景的仿真剖析。
仿真APP赋能每一个工业品，助力企业提升产品竞争力。

五、关于Simdroid

Simdroid（中文名“伏图”）是云道智造自主研发的通用多物理场仿真PaaS平台，具备自主可控的隐式构造、显式动力学、流体、热、低频电磁、高频电磁、多体动力学等通用求解器，支持多物理场耦合仿真。
在统一友好的环境中为仿真事情者供应前处理、求剖解析和后处理工具。
同时，作为仿真PaaS平台，其内置的APP开拓器支持用户以无代码化的办法便捷封装参数化仿真模型及仿真流程，将仿真知识、专家履历转化为可复用的仿真APP。
欢迎利用Simdroid平台开拓（定制）属于您自己的仿真APP：https://www.simapps.com/v2/tool/simdroid