产品
联想ThinkPad笔记本系列以其醒目且充满美感的外观而著称。IBM设计外形来源于日本的“便当”饭盒，至今还采用该种外观。因其“蝴蝶”扩展式键盘别具一格，1995年推出的ThinkPad 701现已收藏于纽约现代艺术博物馆。
联想笔记本在设计中充分考虑其牢固性，坚固耐用，随身携带也不用对它进行特别的保管，这也是其一大特点。在咖啡店看到这样一幕：一个大学生大踏步走到桌子旁，随手拿出一台笔记本，打开后开始兴致勃勃地用力地敲字。在旁边，另一个学生合上他的笔记本，一只手拿着它然后带着咖啡快速地跑出去，结果将笔记本撞在了门框上，但它没有任何损坏。
联想在设计方面投入大量精力，确保“可提式”不会变成“易碎式”。ThinkPad X300和T400两个系列的设计分别命名为“小太刀”和“竹刀”，这是日本武术剑的名称，从中可以看出工程师对该项任务的重视。与那些传奇武器一样，ThinkPad因其性能、坚固性和外观而闻名，这是联想于2005年收购IBM笔记本品牌后继续保持的一项财产。“我们的目标就是创造一款高质量、可靠坚固的笔记本，同时降低成本、缩短开发时间。”联想创新设计中心高级经理辛志峰博士说。推出的新款笔记本都是在广受好评的联想设计中心进行的。在过去几年里，联想创新设计中心荣获了美国工业设计优秀奖、德国红点奖和IF设计大奖、日本国际G-Mark优秀工业设计奖和英特尔的创新PC奖等等。
联想创新设计中心的工程师对联想的所有产品进行分析，包括PC、笔记本、手机和服务器。在产品概念、开发和故障分析阶段均采用有限元分析。联想的有限元分析包括对跌落、冲击、震动、静压和主板压力进行模拟。此外，该中心还可进行计算流体力学热能和气流音效的模拟。2007年，联想创新设计中心开始对ThinkPad等笔记本电脑进行真实模拟，此后不久真实模拟成为产品开发流程的一个正式环节。自从其启动模拟技术中心后，Abaqus成为有限元分析的一个重要工具。“借助Abaqus，我们更具创新性，能更加快速地生产出质量更好的产品。”辛博士说。
工程师在设计的早期阶段即使用Abaqus来验证产品强度、在不同版本间进行选择，在找出问题区域的同时并可以加以改善。该流程包括从计算机辅助设计到网格模型的预处理，载荷、边界和部件间相互作用的确定，分析运行以及报告的生成。
灵活的分析、精确的结果
有限元分析在消除弯曲性方面尤为重要，这是提高ThinkPad可靠性的关键。一系列外力的使用，如一只手携带合着的笔记本，可能会使笔记本的框架变形，主板扭曲，导致焊接接头或液晶显示屏损坏。“笔记本面临越来越苛刻的载荷和外力，即使只是从一处移至另一处。”辛博士说，“外壳要足够牢固，将变形降至最低，这非常重要，只有这样，后盖可以保护显示屏，底盖可以保护主板。”
在最新的一款产品设计上，扭曲模拟对于在不降低强度或硬度的情况下减少笔记本重量发挥了重要作用。一个采用碳纤维增强塑料并具有铝壳的底盖可支撑主板。由碳纤维增强塑料和石墨纤维增强塑料制作的后盖保护液晶显示屏。
分析人员在镁LCD框架、LCD面板组件、PC/ABS塑料后盖、带铝壳的碳纤维增强塑料底盖等方面进行了物理测试的模拟。“我们使用400至3200克的载荷，然后将变形的结果与物理测试结果相比较。”辛博士说，“在每个测试中，模拟与物理测试的现实结果非常相似。”
在整个产品分析中，工程师对后盖的叠层复合材料——碳纤维增强材料的性能进行了评估。这种复合材料可提高整个电脑的强度。“在这个例子中，”辛博士说，“因材料的复杂性能、复杂的几何变形和复杂的接触行为，Abaqus的非线性功能对我们非常有用。”工程师还对碳纤维增强材料的两种排列情况进行评估：纤维的横向和纵向排列。分析结果表明，纤维的横向排列使结构具有更小的变形。
工程师可证明碳纤维增强材料和石墨纤维增强材料相结合的结合线（现在已申请专利）的强度。由于碳纤维增强材料受到部件几何外形的限制，后盖由受专利保护的碳纤维增强材料和石墨纤维增强材料结合材料制作。
设计系列之间的比较分析
例如，“小太刀”（ThinkPad X300）项目表明，模拟工具可提供准确的结果，使得工程师可以预测结构的强度同时为设计师提供更多的建议，比如在“竹刀”（ThinkPad T400）项目中，压力载荷的情况下对闭合的笔记本电脑进行形变分析表明，发光显示器（LED）应力要比在“小太刀”设计中小得多。在对产品后盖压力载荷测试中，“小太刀”LED与轨迹点（ThinkPad键盘上的光标跟踪按钮）相接触，可能造成高达8.4兆帕的应力。相比之下，“竹刀”LED与底部的掌托相接触产生的应力就小很多，只有2.2兆帕。
分析还表明，“小太刀”设计上的镁框架的四个区域超过了材料屈服极限，并造成后盖5.8毫米的变形，而“竹刀”只有一个区域超过材料屈服极限，因此“小太刀”在整体变形上要比“竹刀”的变形更大。模拟数据为“竹刀”笔记本框架的再版提供指导，帮助开发团队加快项目进程。“由于Abaqus在工作中的应用，”辛博士说，“我们可以快速方便地解决‘竹刀’笔记本设计上的问题。”在两种情况下，有限元分析结果皆与物理测试结果非常相似。
有限元分析与击键手感相关
键盘设计是ThinkPad笔记本的一大卖点。其素以强度和舒适的独特“感觉”——击键后反弹的物理感觉而著称。在新键盘中，工程师需要减少组件的厚度，使笔记本整体更薄，同时还保持其原有的击键感觉。
‘感觉’听起来只是个模糊的概念，”辛博士说，“但借助有限元分析，它能真正进行量化。”为了确保新键盘与旧有键盘的击键感相同，工程师对原先的拱型橡胶弹簧的击键压力效应进行模拟。由于橡胶圆点是轴对称的，他们可以对弹簧进行2D半剖面模拟，并进行分析。非线性模拟可以使工程师在一个“感觉表”上，对击键力度加强后橡胶圆点产生的下行键程进行计算。
然后，工程师使用Abaqus对薄型键盘的新橡胶圆点设计进行评估，并与旧有的橡胶圆点的击键行为进行比较。“模拟的‘感觉表’表明新老键盘的击键感非常相似。”辛博士说，“两个模拟结果与物理测试数据非常一致。”
这些只是联想ThinkPad在从设计到现实的一部分模拟。此外，还可对主板本身的弯曲性进行分析，并进行物理测试。对球栅阵列（BGA）部件进行压力模拟，以确定焊接接点正常。“从来还没有模拟测试与实际测试如此的一致。”辛博士说。“主板的点按测试，以及BGA的压力测试，均以物理原型测试为基础，并能得到相似的结果。”
联想创新设计中心所有的模拟均得出了相同的结果：高性能、高质量的产品依靠更少的建模，以更低的成本、更快地投入生产，为用户提供产品最佳的可靠性。
免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删
155-2731-8020
