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研究生:林義祥
論文名稱:微電子廠房之動力特性與振動衰減
論文名稱(外文):Dynamic Characteristics and Vibration Decay of A Microelectronic Plant
指導教授:姚昭智姚昭智引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:建築學系
學門:建築及都市規劃學門
學類:建築學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
中文關鍵詞:快速釋放實驗強迫振動實驗微電子廠阻尼比
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摘要
國內近幾年來微電子工業蓬勃發展,藉著高科技、高精密度的微電子技術,帶動台灣在國際電腦市場的一片天地。然而在高科技產業的背後,卻也浮現許多問題,本文即是探討其中最重要的一個問題,就是廠房環境振動的影響。
本文經由實驗與分析,企圖尋求:一、微電子廠房之振動特性,二、室外振動對室內之影響(衰減)三、建立完整的結構數值模型,並以現場試驗數據校正數值模型。
經由對台積電南科六廠所進行之快速釋放實驗及強迫振動實驗,歸納以下幾點結論:
1. 由光學平台上不同處之快速釋放實驗,測到潔淨室樓版之垂直向自然振動頻率,在第一點約為41Hz,在第二點約為37Hz;阻尼比在第一點約為11%,第二點約為8%;在數值分析上,電腦模擬所得之第一點模態頻率為37.92Hz,與實驗結果相近。
2. 在強迫振動之振動衰減實驗中,發現振動量由室外傳入室內時有明顯之衰減,振動產生器激振方向振動量約衰減100倍,非激振方向振動量約衰減10倍,可見衰減比例跟振動量大小有關。
3. 在微電子廠本身之動力特性上,經由強迫振動系統識別得到建築物短向與長向之主要自振頻率:短向約為4.5Hz、長向約為4.1Hz,阻尼比短向約16%、長向約10%,顯示出微電子廠大剛度高阻尼之動力特性;電腦模擬全廠振動主要模態之自然頻率在短向為5.69Hz、長向為4.94Hz,與實驗結果相近。
Abstract
In recent years , microelectronics has industy vigorously developed in Taiwan , and it pushes Taiwan into the international computer markets with great success. However, there are many problems emerging from high tech industry. The thesis mainly researches one of the most important problems-the effect of environment vibration.
By experimental and analytic efforts, this research attempts to find : (1) The vibration characteristics of a microelectronic plant, (2) Vibration decay from outside to inside a plant. (3)To build a complete structural models and modify it by the experimental data.
From the quick release and forced vibration testings at the third floor of the TSMC plant #6, conclusions can be down as follows:
1. From different quick release locations , verticality was measured. The natural frequency at the first point was about 41 Hz, and the second point 37 Hz. And damping ratio at the first point was about 11%, at the second point was about 8%. From numerical analysis, the first mode frequency from the computer simulation is 37.92 Hz. It matches the experiment result very well.
2. On the vibration decay experiment, it was found that vibration decay from outside to inside the plant was apparently. In the direction of shaker, the decay was about 100 multiple; in the perpendicular direction, the decay was about 10 multiple.
3. The natural frequency of the plants was identified by forced vibration .The natural frequency in short direction was 4.5 Hz , and in long direction was 4.1 Hz . The damping ratio in short direction was about 16 %,in in longer direction was about 10 %. Both showed that dynamic characteristics of high stiffness and damping ratio of a microelectronic plant.
The computer simulation of the whole structure was performed and calibrated by experiments. The natural frequency was 5.69 Hz in short direction and 4.94 Hz in long.
第一章 緒論1
1-1研究動機與目的1
1-2研究方法與流程2
1-3文獻回顧2
1-4研究內容3
第二章 基本理論5
2-1前言5
2-2強迫振動理論分析5
2-3半功率法之理論分析7
2-4對數遞減法之理論分析9
2-5小結11
第三章 快速釋放自由振動實驗13
3-1前言13
3-2實驗建築物概述13
3-3實驗設備簡介14
3-4實驗步驟14
3-4-1實驗裝置14
3-4-2實驗過程14
3-5資料處理過程15
3-6實驗結果與討論15
3-6-1實驗結果15
3-6-2討論15
3-7小結16
第四章 強迫振動實驗17
4-1前言17
4-2實驗設備簡介17
4-2-1系統組成與功能:17
4-2-2振動產生器18
4-3強迫振動振動衰減實驗19
4-3-1前言19
4-3-2實驗裝置19
4-3-3實驗過程19
4-3-4資料處理過程20
4-3-5實驗結果與討論21
4-3-6小結22
4-4強迫振動系統識別實驗22
4-4-1前言22
4-4-2實驗裝置22
4-4-3實驗過程22
4-4-4資料處理過程23
4-4-5實驗結果與討論24
4-4-6小結25
4-5背景振動25
4-5-1前言25
4-5-2試驗過程25
4-5-3資料處理過程25
4-5-4試驗結果與討論26
4-6小結26
第五章 微電子廠房之電腦模擬分析27
5-1分析軟體簡介27
5-2快速釋放自由振動之電腦模擬27
5-2-1開孔樓版之模擬27
5-2-2模型之建立27
5-2-3模態分析與自振週期分析28
5-3強迫振動之電腦模擬28
5-3-1剪力牆與樓版之模擬28
5-3-2模型建立與分析29
5-4小結30
第六章 結論31
6-1結論31
6-2討論32
6-3後續研究33
參考文獻35
參考文獻
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