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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張智鈞
研究生(外文):Rick Chang
論文名稱:碟片廠磨潤機高架地板振動量測分析
論文名稱(外文):Vibration Analysis of Raised Floor for Lube Machine on Media Plants
指導教授:陳精一陳精一引用關係
指導教授(外文):Chen Ching I
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:機械與航太工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:高架地板有限元素法微量振動Ritz 向量
外文關鍵詞:Raised FloorFinite Element ModelMicro-vibrationRitz Vector
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由於目前台灣科技產業蓬勃發展,高科技廠房不斷地興建與開發,因此廠房微振問題也逐漸受到產業及學界的注意。

本文的目的在分析碟片產品通過磨潤製程對磨潤平台高架地板振動值的影響。透過有限元素法為基礎之結構動力分析軟體 SAP2000,來模擬建構碟片廠的整體環境結構振源對機台之影響與評估。在模型建構中,為了降低系統的自由度,將現場由高架地板及鋼構簡化成相當之彈性板塊。在歷時分析中使用Ritz 向量來計算出節點速度,再利用微振分析軟體換算成振動分貝值。從分析中得到在三方向振動波中,以 Y 方向所造成的振動分貝值最大。隨著鋼構結構阻尼值逐漸遞增,磨潤機平台處振動值呈現逐漸遞減的現象。提高高架地板柱之彈性模數,對於降低整體碟片廠磨潤機之振動量相當有限。
At present, the industry of science and technology is booming in Taiwan and the high-tech plants are rapidly built one by one. The micro-vibration problems of plant are gradually noticed by the field of industry and academic.

The purpose of this thesis is to study the micro-vibration at the media disk platform on the raised floor of the SHDT ( SHOWA DENKO HD TRACE ) 2nd plant induced by the foundation through AGV. The finite element model of the media disk plant is created by the use of SAP2000 computer code on the raised floor. For order to reduce the huge degree-of-freedom ( D. O. F. ) contained in the complicated raised floor system, an equivalent plate system is created to replace the raised floor system. Ritz vector modal method is employed to perform the time history analysis. The obtained velocity at each node is then transform to decibel ( dB ) value by micro-vibration analysis. The results show that the y-direction ground acceleration caused the largest vibration value. Structure damping value would reduce the Lube plat-form. Changing material property of young’ modulus slightly reduces the dB value.
中文摘要………………………………………………………………………...I
英文摘要………………………………………………………………………..II
誌謝…………………………………………………………………………….III
目錄…………………………………………………………………………….IV
圖目錄…………..……………………………….……………………….…….VI
表目錄……………………………………….……………………….…….…..IX
符號說明…………………………………………………….………………. ...X
第一章 緒論………………………………………………………………...1
1-1 研究動機與目的……………………………………………………1
1-2 研究方法……………………………………………………..……..2
1-3 論文架構………………………………………………………..…..3
第二章 文獻回顧…………………………………………………………...4
2-1 環境振動量測…………………………….……………………..….4
2-1-1環境振動測量方法概要……………………………………….…..4
2-1-2環境振動測量適用範圍……………………………………….…..4
2-1-3環境振動測量干擾…………………………………………..….....4
2-1-4環境振動測量儀器與設備………………………………..…….....5
2-1-5環境振動測量方法…………………………………………….…..6
2-1-6振動量測結果處理………………………………………….....…..9
2-1-7振動量測品質管制………………….………………………….…10
2-1-8測量相關條件………………………………………………….….10
2-2 環境微振量測分析方法……………………..……………………11
2-3 振動承受規範……………………………………………………..13
2-4 有限元素理論………………………………………………….......24
2-4-1樑柱元素………………..……………………………………...….24
2-4-2板元素………………………..……………………………....……25
2-5 歷程分析……………………………………………………….…..31
2-6 微振理論分析………………………………………………….…..31
第三章 碟片廠電腦模型之建構……………………………………….….33
3-1 SAP2000軟體簡介及廠房簡介…………………………….….…33
3-2 碟片廠三樓樓板之電腦模擬…………………………………......36
3-3 碟片廠二樓樓板之電腦模擬………………………………...…...40
3-4 加載碟片磨潤設備質量………………………………..………....41
3-5 基礎振動源…………………………………………..……………42
第四章 碟片廠微振動監測分析……….…………………………………44
4-1 自由振動分析與Ritz向量分析……………………………..……47
4-1-1自由振動分析……………………………………..………………47
4-1-2 Ritz向量分析……………………………….……………….……59
4-2 廠房之微振分析………………………………………….…….…71
4-2-1無結構阻尼之廠房微振分析……………………………….….…71
4-2-2結構阻尼對微振之影響………………………………………..…78
4-2-3結構勁度改變對微振之影響………………………………..……82
第五章 結論與建議………………………………………………...…...…87
5-1 結論……….………………………………………………...…..….87
5-2 建議……….………………………………………………...…..….88
參考文獻………………………………………………………………………..90

圖目錄
圖1-1 高架地板與碟片磨潤機擺置……………………………...........….......3
圖2-1 田園、砂地等拾振器的放置方法……………….………..………...…7
圖2-2 鋼製振動測定台的建議尺寸……………………….………….……....8
圖2-3 人對位移及加速度的感受度與頻率的關係………….……………...20
圖2-4 對特定振動頻率、位移振幅的極限 (Richart,1962)…………....….20
圖2-5 基礎振動速度之界限值規範 (DIN4150,1999)……………..….….21
圖2-6 精密機具之工作振動規範 (Gordon,1991)…………..…...……….…22
圖2-7 從矩形元素映射至任意四邊形元素……………………...…….……26
圖2-8 12個自由度任意四邊形板元素……………………………………...30
圖2-9 任意四邊形的幾何性質………………………………………….…...31
圖3-1 竹科和喬二廠建廠區域配置…….…………………………………...34
圖3-2 竹科和喬科技交通路線圖……………………………...………….…34
圖3-3 和喬二廠主要建築配置……………….………………………….…..35
圖3-4 和喬二廠無塵室配置……………...…………………………….……35
圖3-5 和喬二廠磨潤機配置……………………….………………………...35
圖3-6 和喬二廠主要建築配置………………………………...………….…36
圖3-7 X-Z方向支撐鋼骨屋頂大跨度桁架…………………………………36
圖3-8 Y-Z方向支撐鋼骨屋頂大跨度桁架…………………………………36
圖3-9 三樓格子樑側向剖面圖…………………………………...…….……38
圖3-10 格子樑樓板系統圖…………………...…………………………….…38
圖3-11 和喬二廠彈性樓板簡化模型…………………………….……….…..39
圖3-12 三樓加勁橫樑側向剖面……………………………………........……40
圖3-13 中央區域樓板質量加載………………….…………………….……..41
圖3-14 X 方向振動時域………………………………………………….…..42
圖3-15 Y 方向振動時域………………………………………………….…..43
圖3-16 Z 方向振動時域……………………………………………………...43
圖4-1 振動位準計 VM-53A 方塊圖………………………………....…….45
圖4-2 振動位準計 VM-53A………………….……………………………..45
圖4-3 振動位準計 VM-53A 操作面說明………………………………….46
圖4-4 振動位準計 VM-53A 測量顯示………………………………….....46
圖4-5 結構體模型樓層振動位量測分佈……………………………….…...47
圖4-6 特徵向量第1模態 (frequency = 4.75 HZ;direction = X)….…..….50
圖4-7 特徵向量第14模態 (frequency = 13.17 HZ;direction = X)….…...51
圖4-8 特徵向量第21模態 (frequency = 14.96 HZ;direction = X)……....52
圖4-9 特徵向量第2模態 (frequency = 5.31 HZ;direction = Y)……..…..53
圖4-10 特徵向量第5模態 (frequency = 9.05 HZ;direction = Y)………….54
圖4-11 特徵向量第11模態 (frequency = 12.81 HZ;direction = Y)……….55
圖4-12 特徵向量第12模態 (frequency = 12.86 HZ;direction = Y)………56
圖4-13 特徵向量第36模態 (frequency = 15.86 HZ;direction = Z)…...…..57
圖4-14 特徵向量第50模態 (frequency = 16.17 HZ;direction = Z)…..…...58
圖4-15 Ritz向量第1模態 (frequency = 4.75 HZ;direction = X)……...…..61
圖4-16 Ritz向量第14模態 (frequency = 13.17 HZ;direction = X)…..…...62
圖4-17 Ritz向量第19模態 (frequency = 14.96 HZ;direction = X)…….....63
圖4-18 Ritz向量第2模態 (frequency = 5.31 HZ;direction = Y)……….....64
圖4-19 Ritz向量第5模態 (frequency = 9.05 HZ;direction = Y)………….65
圖4-20 Ritz向量第22模態 (frequency = 16.06 HZ;direction = Z)…….....66
圖4-21 Ritz向量第23模態 (frequency = 16.10 HZ;direction = Z)………..67
圖4-22 Ritz向量第43模態 (frequency = 45.05 HZ;direction = Z)……….68
圖4-23 自由振動模態-頻率關係圖……………………..………………….....69
圖4-24 Ritz向量模態-頻率關係圖……………….…….…………………….69
圖4-25 自由振動模態-質量參與率累積關係圖……..………………… ……70
圖4-26 Ritz向量模態-質量參與率累積關係圖……………………………...70
圖4-27 結構阻尼對磨潤平台高架地板中央節點振動影響…………….…...81
圖4-28 二樓柱E值對磨潤平台高架地板中央節點振動影響.……………..84
圖4-29 一、二樓柱E值對磨潤平台高架地板中央節點振動影響………...85
圖4-30 剪力牆E值對磨潤平台高架地板中央節點振動影響….………......86
1.環保署,”環境振動測量方法” ,2005年。
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