簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 柯定成
Ting-chen Ko
論文名稱: 大型滑蓋之結構分析與尺寸參數設計
Structure Analysis and Parameter Design of Large-scale Slide Hinge
指導教授: 林清安
Ching-An Lin
口試委員: 鄭逸琳
Yih-Lin Cheng
賴景義
Jiing-Yih Lai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 113
中文關鍵詞: 大型滑蓋參數設計田口法
外文關鍵詞: Large-scale Slide Hinge, Pro/E Mechanism, Parameter Design
相關次數: 點閱:294下載:6
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

大尺寸3C產品的滑蓋結構應用在市面上較少見,本研究主要討論如何利用Pro/E Mechanism建立一套分析模型,以模擬手機滑蓋的運動方式與受力情形,並將此分析模型套用在大型滑蓋結構上做設計驗證,最後以田口法為基礎進行最佳化設計,以求得大型滑蓋結構在可運作前提下的最小推力。
本論文主要分成三個部份:
1.以Pro/E Mechanism為動態模擬與分析工具,針對質量屬性、連接條件、彈簧、摩擦力與負載,完成分析所需的設定,以建立一套實用的分析模型。
2.利用這套分析模型模擬手機滑蓋結構,並將模擬結果與實測值互相比較以檢視其準確度,透過幾個重要設計參數的變更,來驗證模擬結果的合理性。
3.將此分析模組套用在大型滑蓋的3D CAD model上做動態模擬與受力分析,選擇4個重要設計尺寸,透過田口法找出最佳化的尺寸組合,以求得滑蓋結構的最小推力,提供研發人員設計時的參考。


The application of a sliding hinge for large-scale 3C products is not common in the current market. In this thesis, the Mechanism module of Pro/ENGINEER was used to simulate the motion and dynamic behaviors of the sliding hinge in mobile phones, and was later applied to a large-scale sliding hinge. The Taguchi method was also used as the foundation for an optimal design to determine the minimum pushing force for a large-scale sliding hinge under functional conditions.
The thesis consists of three parts:
1.Used the Mechanism module of Pro/ENGINEER as the tool for motion simulation and dynamic analysis. Focused on the settings of mass properties, connections, springs, friction and loads to develop a feasible analysis model.
2.Used the analysis model to simulate the structure of a sliding hinge, and compared simulation results with experimental data for validation. The values for certain key design parameters were varied to confirm the simulated results.
3.Applied the analysis model to the 3D CAD model of a large scale sliding hinge and performed motion simulation and dynamic analysis. Four key dimensions were selected and the Taguchi method was used to determine the optimal combination of these dimensions to achieve minimal pushing force the slide hinge. This can serve as a reference for designers during the development of mobile phones.

摘要II AbstractIII 誌謝IV 目錄V 圖索引VIII 表索引X 第一章 緒論1 1.1 研究背景1 1.2 研究動機與目的2 1.3 研究流程與方法3 1.4 文獻回顧4 1.5 論文架構6 第二章 滑蓋結構簡介8 2.1 組成零件介紹12 2.2 作動原理與滾輪受力分析14 2.3 大尺寸產品半自動式滑蓋的構想16 第三章 Nokia N95滑蓋之受力分析18 3.1 N95 Slide Hinge拉力測試方式20 3.2 檢視質量屬性22 3.3 設定可移動元件的連接對24 3.3.1 定義固定件與滑動件的連接關係25 3.3.2 定義固定件與彈簧模組的連接關係28 3.3.3 定義彈簧模組與滑動件的連接關係30 3.4 設定彈簧32 3.4.1 計算彈簧k值33 3.4.2 在Mechanism內設定彈簧34 3.5 設定摩擦力35 3.6 設定重力37 3.7 建立伺服馬達38 3.8 進行機構分析39 3.8.1 設定初始狀態41 3.8.2 載入伺服馬達42 3.8.3 進行動態模擬與分析44 3.8.4 產生量測結果圖形46 3.9 模擬結果與實測值的比較48 3.9.1 最大推力值與其發生的位置48 3.9.2 摩擦力產生的推動阻力50 3.9.3 推動阻力轉為助力的轉折點53 3.10 驗證分析結果之正確性54 3.10.1 彈簧k值提高55 3.10.2 彈簧數量增加56 3.10.3 施力低於最大阻力值58 3.10.4 行程中移除外力60 第四章 大型滑蓋之受力分析63 4.1 動態模擬與受力分析63 4.1.1 機構分析之資料設定63 4.1.2 改變動態模擬方式以模擬實際情況68 4.2 驗證分析結果的正確性74 4.2.1 變更彈簧k值與U值74 4.2.2 變更彈簧數量79 4.2.3 調整凹槽R角80 4.2.4 調整軌跡圓弧半徑83 4.2.5 結論87 第五章 大型滑蓋尺寸參數組合的最佳化88 5.1 定義最佳化目標89 5.2 選擇可變參數作為控制因子90 5.3 設計動態模擬實驗之直交表91 5.4 執行動態模擬實驗92 5.5 實驗結果分析93 5.6 滑蓋尺寸參數最佳化設計95 5.7 驗證實驗之正確性96 5.8 結論97 第六章 結論與未來研究方向99 6.1 結論99 6.2 未來研究方向100 參考文獻102

1.劉晉奇,褚晴暉,有限元素分析與ANSYS的工程運用,滄海書局,台北,2006。
2.蔡意輝,「滑蓋彈簧之壽命分析」,台灣科技大學碩士論文,2009。
3.張敬民,「應用基因演算法於滑蓋手機彈簧結構最佳化設計」,高雄第一科技大學碩士論文,2009。
4.陳盈璋,「滑蓋彈簧應力分析與尺寸參數設計」,台灣科技大學碩士論文,2007。
5.馬揚傑,「扭力彈簧之電腦輔助應力分析」,國立臺灣科技大學機械工程研究所碩士論文,2009。
6.林明璋,「滑蓋手機之機構研究」,逢甲大學碩士論文,2007。
7.楊之青,「行動電話外殼卡勾之CAE分析」,台灣科技大學碩士論文,2005。
8.陳古峰,「PC伺服器之Pro/Engineer結構分析」,台灣科技大學碩士論文,2008。
9.林弘宗,「泛用型自動插件機之結構分析及改進設計」,淡江大學碩士論文,2000。
10.楊忠衡,「PCB鑽孔機進給系統之分析與設計」,彰化師範大學碩士論文,2000。
11.許時瑋,「液化石油氣槽車安全連接器之設計」,淡江大學碩士論文,1999。
12.李輝煌,田口方法:品質設計的原理與實務,高立圖書有限公司,台北,2008。
13.Peace, G. S., Taguchi Methods: a Hands-on Approach, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Boston, Massachusetts, 1992.
14.Tsui, K. L., “Modeling and Analysis of Dynamic Robust Design Experiments”, IIE Transactions, 31, p. 1113-1122,1999.
15.Antony, J., “Simultaneous Optimization of Multiple Quality Characteristics in Manufacturing Processes Using Taguchi’s Quality Loss Function”, International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, Vol. 17, 2001, pp. 134-8.
16.林清安,Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 零件組立與產品設計,知城數位科技股份有限公司,台北,2004。
17.林清安,Pro/ENGINEER野火3.0動態機構設計與模擬,旗標出版股份有限公司,台北,2006。

QR CODE