跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.22.242) 您好!臺灣時間:2021/07/28 06:29
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:嚴紹維
研究生(外文):Shao-Wei Yan
論文名稱:筆記型電腦樞軸材料性質檢測及機構分析
論文名稱(外文):The material property testing and mechanism analysis of a laptop hinge
指導教授:莊賀喬莊賀喬引用關係
指導教授(外文):Ho-Chiao Chuang
口試委員:廖愛禾李春穎
口試委員(外文):Ai-Ho LiaoChun-Ying Li
口試日期:2012-07-25
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:85
中文關鍵詞:有限元素分析凸輪機構盤形彈簧楊氏模數普松比
外文關鍵詞:Finite element analysisCam mechanismBelleville springsYoung modulusPoisson ratio
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:682
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本論文主要研究的方向檢測筆電樞軸機構材料的機械性質及在有限元素軟體分析機構的應力變化,所檢測的材料機械性質如抗拉強度,楊氏模數及普松比等,藉由拉伸實驗來求出材料抗拉強度及抗拉強度的大小來判斷此材料的熱處理條件,了解筆電樞軸機構材料的機械性質之後,在有限元素分析軟體中,就能輸入楊氏模數及普松比的測量數據,筆電樞軸的元件與凸輪機構在有限元素的分析結果中,可以得知機構中哪些部位及元件有較大應力。
在筆電的樞軸機構中,經由有限分析的結果得知樞軸機構的旋轉軸架及固定承架在運作時的最大Von Mise應力並沒有超過降伏強度,而本論文也得知盤形彈簧於全串聯的排列情況下對於整個樞軸機構會產生較小作用力,並藉由修改盤形彈簧的尺寸,使盤形彈簧對於樞軸機構減少作用力,而延長樞軸機構的使用壽命。
本論文也探討了盤形彈簧當凸輪進行往復運動時,盤形彈簧於不同排列組合及不同的尺寸對於從動凸輪的作用力大小,以及從動凸輪在往復運動過程中所產生的最大Von Mises應力的分佈位置。


The purpose of this study is focused on the mechanical properties of hinge material in the laptop such as ultimate strength, Young Modulus and Poisson ratio. By the tensile testing, the ultimate strength and the yield strength can be measured and thus clearly revealed the conditions of the heat treatments. As we have the mechanical properties of the hinge in laptop. The Young Modulus and Poisson ratio could be used for the finite element analysis (FEA) to ensure the accuracy of the FEA model. From the FEA simulation results, the maximum stress on the mechanism of laptop can be obtained and the most vulnerable area of structure can be improved.
From results of FEA on the pivot mechanism, the rotary frame and the Von Mises stress value of the fixed frame is not greater than the yield strength. In this thesis, a series connection of Belleville springs was also calculated and the results showed that it could reduce the reaction force on the pivot mechanism by modifying the size of Belleville and therefore increasing the lifetime of pivot mechanisms.
The reaction force of the Belleville springs under different combinations and sizes on the cam and the maximum distributions of Von Mises stress on the follower cam are also studied during the reciprocating motion.


摘要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究步驟與方法 3
第二章 文獻探討 4
2.1 材料的機械性質 4
2.1.1 抗拉強度及降伏強度 4
2.1.2 應力與應變 6
2.1.3 楊氏模數及普松比 6
2.2 凸輪機構 7
2.3 樞軸機構的原理 9
2.4 盤形彈簧 12
2.5 有限元素分析理論 14
2.5.1 網格元素種類 14
2.5.2 三維物體的有限元素的應力及剪應力分佈 15
第三章 六面體元素與四面體元素的精確度驗證 17
3.1 前言 17
3.2 元件的尺寸及受力方向與受力大小 18
3.3 四面體元素與六面體元素的模擬比較 19
3.4 模擬結論 26
第四章 筆電樞軸機構的有限元素應力分析 27
4.1 前言 27
4.2 測量連桿運動所需最小力量 29
4.3 有限元素網格收斂性分析 30
4.3.1 設定有限元素模型邊界及施力條件 30
4.3.2 設定有限元素模型的材質 30
4.3.3 設定有限元素模型接觸條件 31
4.3.4 靜態線性分析 32
4.3.5 網格收斂性分析 34
4.3.6 每個機構元件的最大Von Mises應力 37
第五章 盤形彈簧的疊加計算與凸輪機構分析 40
5.1 前言 40
5.2 盤形彈簧之排列組合 41
5.2.1 盤形彈簧的彈簧力計算公式 41
5.2.2 五個彈簧串聯排列結果 43
5.2.3 三個彈簧採串聯兩個彈簧採並連排列結果 44
5.2.4 五個盤形彈簧並聯排列結果 46
5.2.5 更改盤形彈簧尺寸 49
第六章 凸輪機構模擬分析 51
6.1 前言 51
6.2 凸輪機構在有限元素分析的施力及邊界條件 52
6.2.1 旋轉軸架對於主動凹輪的施力計算 52
6.2.2 旋轉軸架對於主動凹輪的施力計算 53
6.2.3 有限元素模型邊界條件設定 56
6.2.4 有限元素模型設定分析步驟及接觸條件 57
6.3 凸輪機構的網格收斂性分析 59
6.4 凸輪機構分析從動凸輪轉動時斜面的VON MISES應力 63
6.4.1 在盤形彈簧全串連排列下的從動凸輪應力分析 63
6.4.2 在修改尺寸後的盤形彈簧於全串連下的凸輪應力分析 67
6.4.3 盤形彈簧於修改尺寸後與未修改尺寸之下對從動凸輪的應力比較 68
6.5 更改凹輪及凸輪斜面後進行機構分析 70
6.5.1 更改凹輪及凸輪斜面 70
6.5.2 更改凹輪及凸輪斜面後有限元素分析結果 71
6.6 在從動凸輪位移量達0.32MM~0.34MM時的應力集中問題 76
6.6.1 接觸所形成的集中應力問題 76
6.6.2 網格於接觸面上的局部劃分 76
6.6.3 原先設計的從動凸輪於網格細部劃分後所呈現的應力 78
6.6.4 修改斜面後的從動凸輪於網格細部劃分後所呈現的應力 80
6.6.5 模擬結論 82
第七章 結論與未來展望 83
7.1 結論 83
7.2 未來展望 84
參考文獻 85


[1] http://beststampings.com/MetalStampingTypes.htm
[2] Serope Kalpakjian , Steven Schmid , Manufacturing Engineering & Technology
Singapore Prentice Hall; 5 edition ,2010 pp.57
[3] http://www.tpub.com/doematerialsci/materialscience22.htm
[4] Ferdinand Beer, Jr., E. Russell Johnston, John DeWolf, Mechanics of Materials,
Singapore McGraw-Hill;3 edition,2004
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Young%27s_modulus
[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Poisson_ratio
[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Cam
[8] Hideo Kato、Oriya Fujita.United States Patent No:6,175,990 ,Jan 23,2001,pp1.
[9] http://en.wikipedia.org/wiki/Belleville_washer
[10]Joseph Shigley, Mechanical Engineering Design, Singapore ,McGraw-Hill; 7 edition ,2003
[11] http://www.bellevillesprings.com/stacking-disc-springs.html
[12] 愛發股份有限公司,Abaqus實務入門引導,台北,全華書局出版,2007年初版。
[13] Daryl L. Logan , A First Course in the Finite Element Method, New York Thomson,4 edition 2007
[14] Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett, Shigley’s Mechanical Engineering Design, Singapore ,McGraw-Hill; 9edition ,2003pp.1026
[15] Abaqus getting started 6.11
[16] http://help.solidworks.com/2012/English/solidworks/cworks/prot_vonm.htm
[17] http://en.wikipedia.org/wiki/Von_Mises_yield_criterion
[18]張兆豐,標準機械設計圖便覽2版,台隆書店,PP8-39


連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top