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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林皇佑
研究生(外文):Huang-Yo Lin
論文名稱:筆記型電腦之觸控板長條狀按鍵之施力面多節點應力分析與最佳化形狀設計
論文名稱(外文):Multiple-Node Stress Analysis on an Acted-Force Surface and Optimization Shape Design for a Touchpad’s Rectangular Button on the Notebook
指導教授:林震林震引用關係
口試委員:連瑞敬陳政順
口試日期:2012-07-02
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:電腦輔助工程軟體CAECAD最佳化觸控板長條狀按鍵
外文關鍵詞:Computer aided engineering (CAE)computer aided design (CAD)optimizationtouchpad’s rectangular button (TRB)
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本文使用電腦輔助工程軟體Pro/Mechanica以及電腦輔助設計軟體Pro/ENGINEER對筆記型電腦之觸控板長條狀按鍵之施力面作多節點應力分析,並以循序二次規劃法進行最佳化形狀設計。經由這些軟體的使用,本文建立多節點施力中心,當不同施力節點作用時,以監控筆記型電腦之觸控板長條狀按鍵之目標測量節點之變化量。這些變化量包含節點的位移量與節點的Max Von Mises應力,以驗證使用三角形外心法能夠適當的決定應力分析的施力區中心點。而應力分析能夠使用於評估長條型按鍵模型的尺寸靈敏度與形狀最佳化的可行性。模擬分析結果顯示,最佳化模型比原始模型有較佳的改善性能,就按鍵之不同施力區的手感度、最大位移量與Max Von Mises應力而言。本研究證實筆記型電腦之觸控板按鍵的最佳化模型設計,能有效的改善其按鍵設計時的各項設計流程,提升設計的效率。

This paper used a computer added engineering (CAE) software, Pro/Mechanica, as well as a computer added design (CAD) software, Pro/ENGINEER, to analyze the stress of the multiple-node on an acted-force surface for a touchpad’s rectangular button (TRB) on the notebook. Then, this study made an optimization shape design for the TRB using a sequential quardratic programming method. Through the use of the aforementioned softwares, this study established an acted center of the multiple-node to monitor the variable values of the objective measure nodes of the TRB on the notebook, when this study applied different acted-force nodes. This study applied the circumcenter of a triangle to determine an appropriate center of the acted-force node of the stress. This determined center was demonstrated by these variables values which include the displacements and the Max Von Mises stresses of the nodes. This study used the stress analysis to evaluate the size sensitivity and the shape optimization of the TRB. Simulation results showed that the optimization model of the TRB achieved better the improvement of the performance than the original model of the TRB, in terms of the feel on different acted-force surface, maximum displacement, and Max Von Mises stress for the TRB on the notebook. This study also indicated that the optimization shape design of the TRB on the notebook effectively improved the design procedure of the TRB, thereby increasing the design efficiency for the TRB.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論1
1.1 前言1
1.2 文獻回顧1
1.3 研究動機與目的 3
1.4 研究技術與方法 3
1.5 論文架構6
第二章 NB觸控板按鍵之簡介8
2.1 NB觸控板按鍵樣式8
2.2按鍵內部零件與組裝11
第三章 NB觸控板按鍵之作動分析13
3.1 應力分析前置設定13
3.1.1 簡化按鍵模型 15
3.1.2 NB按鍵材料性質設定20
3.1.3 拘束條件區域設定23
3.1.4 設定按鍵作動作用力26
3.1.5 設定按鍵上之量測點31
3.2按鍵按壓應力分析34
3.2.1 應力分析設定與分析結果34
3.2.2 施力區影響點建立與施力分析46
3.3作動分析結果與討論50
第四章 NB觸控板按鍵靈敏度分析52
4.1區域靈敏度分析52
4.1.1區域靈敏度參數內容與設定52
4.1.2區域靈敏度分析數據55
4.2全域靈敏度分析62
4.2.1 全域靈敏度參數內容與設定62
4.2.2全域靈敏度分析數據64
4.3靈敏度分析結果與討論69
第五章 NB觸控板按鍵最佳化設計70
5.1最佳化設定過程70
5.2最佳化分析72
5.3最佳化模型結果分析討論78
第六章 NB觸控板按鍵模型內部驗證分析85
6.1內部施力區域中心點選定85
6.2內部施力分析86
6.2.1 原始模型分析 86
6.2.2 最佳化模型分析91
6.3內部分析結果與討論96
第七章 結果討論與未來研究方向100
7.1研究結果討論100
7.2未來研究方向101
參考文獻102
作者簡介104



[1]林龍震老師工作室,Pro/Mechanism/MECHANICA Wildfire 2.0機構/運動/結構/熱力分析,台北:金禾資訊出版公司,2006。
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[7]戴爾-官方網站-Dell,臺灣,http://www.dell.com.tw/。
[8]Sogi3C,http://3c.sogi.com.tw/。
[9]華碩電腦股份有限公司-Asus,臺灣,http://tw.asus.com/。
[10]松下Panasonic,臺灣,http://panasonic.com.tw。
[11]Lenovo商用notebook –ThinkPad,http://www.tpuser.idv.tw。
[12]鞍山信合科技,模具製造CAD/CAM/CAE, http://test.okurl.org。
[13]簡誠穎,中國百科,http://www.chinabaike.com/z/sheji/247369.html。
[14]沙特基礎工業公司(SABIC),中東, http://www.sabic.com。
[15]華秀塑膠有限公司(VASO),廣州,中國,http://www.va-so.cn。
[16]通用電氣塑料集團(GE),http://www.geplastics.com/resins/designsolution/tools/index.html
[17]Mobile01筆記型電腦專區,http://www.mobile01.com/。
[18]美琪電子公司(t-mec),台灣, http://www.t-mec.com.tw。
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