在进行电子产品设计和开发过程中，确保电子组件的机械可靠性是一项关键任务。印刷电路板（PCB）作为电子设备的重要组成部分，其承受跌落冲击的能力对于产品的耐用性至关重要。本研究采用了ABAQUS软件中的显式动力学模块（ABAQUS/Explicit）来研究PCB板在跌落过程中的力学行为，主要集中在分析材料属性、网格密度等因素对PCB板跌落影响的研究。
研究者详细分析了ABAQUS/Explicit中的动力学仿真理论基础，特别是中心差分算法、稳定时间极限和能量平衡理论。中心差分算法是一种用于求解动力学问题的数值积分方法，通过离散时间点上的加速度和位移信息来预测接下来的时间点状态。稳定时间极限是中心差分算法的一个重要参数，它决定了数值计算的稳定性，即在多大的时间步长下，算法能够给出稳定的仿真结果。在PCB板跌落分析中，稳定时间极限的选择直接影响计算的精度和效率。
能量平衡理论在此项研究中被用来评估仿真计算的精度。能量平衡意味着在仿真过程中，系统的总能量应该保持守恒。如果在仿真中出现了能量的不守恒，那么计算结果可能会失真。因此，研究者需要对模型进行调整，保证能量平衡以确保仿真的准确性。
此外，研究者还考察了材料刚度、密度以及网格密度对仿真稳定性和能量平衡的影响。材料的力学参数，如刚度和密度，会直接影响PCB板跌落时的力学响应。在构建有限元模型时，合适的网格密度能够确保模型在有限元分析中具有足够的精度，同时避免不必要的计算负担。通过合理地选择网格密度，可以在保证精度的前提下减少计算资源的使用。
在模型验证方面，研究者采用了惠斯通电桥测量应变法来验证有限元模型的准确性。惠斯通电桥是一种电桥电路，能够测量微小的电阻变化，进而计算出应变。将实验数据与仿真结果进行对比，可以评估仿真模型的准确性。
研究结果显示，ABAQUS/Explicit动力学求解器能够非常精确地处理冲击载荷问题，它适用于高速碰撞、复杂接触以及材料的失效和退化仿真分析。通过运用能量平衡理论，可以在满足精度要求的同时减少计算量。这一点对于工程应用中寻求计算效率和精度之间平衡至关重要。
在电子硬件开发和PCB设计中，本研究提供了一种可行的仿真分析方法，有助于预测和改进PCB板在跌落冲击下的性能。这对于提高电子产品的可靠性以及减少实际跌落测试的次数和成本具有重要意义。通过优化设计，可以提高产品的市场竞争力，减少因跌落导致的故障率，从而增强用户满意度和产品品牌声誉。此外，这项研究对于相关的工程仿真人员也具有重要的参考价值，提供了理论指导和实践经验，有助于他们在实际工作中更有效地使用ABAQUS软件进行类似问题的模拟分析。
