臺灣博碩士論文加值系統

本論文是以有限元素分析軟體ANSYS/LS-DYNA以及採用重力式衝擊試驗機(gravity-type shock test machine)，探討桌上型電腦主機(desktop computer host)的模擬分析與實機測試之落下衝擊試驗(free-fall shock test)研究。在模擬分析部分，電腦機殼的金屬板厚度為0.6 mm，實驗參數包含兩種類型：(a)半正弦波、峰值加速度為80 G、持續時間為3 ms；(b)梯形波、峰值加速度為40 G、持續時間為11.2 ms。模擬分析結果顯示，梯形波的衝擊能量遠大於半正弦波。此外落下衝擊方向對電腦主機各元件之應力值具有重要的影響，在六個面的衝擊方向中，以Z+方向對電腦主機所產生的應力最大。在實機測試方面，電腦機殼的金屬板厚度分別為0.6 mm及0.8 mm；實驗參數與有限元素分析相同，包含半正弦波及梯形波兩種不同的衝擊條件。實機測試結果顯示，在相同的結構設計下，以半弦波的衝擊條件做試驗，板厚0.8 mm的金屬機殼僅有1處嚴重變形的問題，但板厚0.6 mm的金屬機殼有5處嚴重變形。以梯形波的衝擊條件做試驗，板厚0.8 mm的金屬機殼有3處有變形的問題，但板厚0.6 mm的金屬機殼有6處嚴重變形，另有1處破裂性的變形。

This thesis is to study the free-fall shock test of the actual desktop computer host using the ANSYS/LS-DYNA finite elements software and gravity-type free-fall shock test machine. In the simulation analysis, the metal thickness of computer case is 0.6 mm including two types of experimental parameters: (a) half-sine wave, peak acceleration 80 G, duration 3 ms; (b) trapezoidal wave, peak acceleration 40 G, duration 11.2 ms. Simulation analysis results show that the trapezoidal wave shock energy is larger than the half-sine wave was used. In addition, shock direction affects the stress that acts on the component of computer host. Z+ direction is among the maximum stress in the six shock directions. In the actual computer host free-fall shock test, two different types thickness of 0.6 mm and 0.8 mm, two types shock conditions of trapezoidal wave and half-sine wave were used. Results show that there is only one deformation of the 0.8 mm metal thickness under the half-sine wave shock test used. And there are five deformation of the 0.6 mm thickness. When the trapezoidal wave shock test, there are three deformation of the 0.8 mm metal thickness. However, there are six deformations and one crack of the 0.6 mm metal thickness.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 本文撰寫架構 4
第二章 文獻回顧探討 5
2.1 可靠度試驗 5
2.2 外部衝擊 7
2.3 衝擊試驗 8
2.4 鍍鋅鋼板 9
2.4.1 鍍層鋼板的發展與簡介 9
2.4.2 熱浸鍍鋅鋼板簡介 9
2.5 有限元素分析軟體簡介 11
2.5.1 LS-DYNA簡介 11
2.5.2 ANSYS簡介 12
2.5.3 ANSYS/Workbench簡介 13
2.5.4 ANSYS/LS-DYNA簡介 14
2.6 文獻回顧 16
第三章 實驗方法 18
3.1 實驗流程 18
3.2 實驗設計 19
3.3 落下衝擊分析模擬 19
3.3.1 模型基本資料介紹 20
3.3.2 實體網格建立 25
3.3.3 模型特徵簡化 27
3.3.4 殼模型簡化 29
3.3.4.1 殼模型簡化說明 29
3.3.4.2 主機箱模型簡化實例 31
3.3.5 元件材質設定 31
3.3.6 元件接觸碰撞設定 33
3.3.6.1 板金元件接合方式 33
3.3.6.2 模型接觸設定 36
3.3.7 模型網格建立 36
3.3.8 負載條件與邊界條件設定 42
3.3.8.1 分析負載條件 42
3.3.8.2 模型拘束及負載設定 44
3.4 落下衝擊試驗 47
3.4.1 落下衝擊試驗的意義 47
3.4.2 落下衝擊試驗方法 47
3.4.3 試驗設備 48
3.4.4 實驗產品 54
3.4.5 衝擊方向定義 55
3.4.6 衝擊試驗方法與條件 57
3.4.6.1 衝擊試驗方法 57
3.4.6.2 G值的定義 59
3.4.6.3 衝擊試驗條件設定 59
3.4.7 試驗失效定義 60
第四章 結果與討論 61
4.1 半正弦波分析模擬結果 63
4.1.1 半正弦波X+方向分析 64
4.1.2 半正弦波X-方向分析 66
4.1.3 半正弦波Y+方向分析 68
4.1.4 半正弦波Y-方向分析 70
4.1.5 半正弦波Z+方向分析 72
4.1.6 半正弦波Z-方向分析 74
4.2 梯形波分析模擬結果 76
4.2.1 梯形波X+方向分析 77
4.2.2 梯形波X-方向分析 79
4.2.3 梯形波Y+方向分析 81
4.2.4 梯形波Y-方向分析 83
4.2.5 梯形波Z+方向分析 85
4.2.6 梯形波Z-方向分析 87
4.3 落下衝擊實驗結果 89
4.3.1 半正弦波、板厚0.8 mm衝擊實驗結果 89
4.3.2 半正弦波、板厚0.6 mm衝擊實驗結果 90
4.3.3 梯形波、板厚0.8 mm衝擊實驗結果 92
4.3.4 梯形波、板厚0.6 mm衝擊實驗結果 93
4.4 結果比較 97
4.4.1 有限元素分析結果比較 97
4.4.2 落下衝擊實驗結果比較 98
4.4.3 分析結果與實驗結果比較 99
4.5 機殼結構設計改良 104
第五章 結論與未來研究方向 107
5.1 結論 107
5.2 未來發展方向 107
參考文獻 108

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