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研究生: 洪子傑
Tzu - Chieh Hung
論文名稱: 伺服器基座肋條之強度分析和最佳化設計
Strength Analysis and Optimal Design of Ribs in Chassis Base of PC Server
指導教授: 林清安
Alan C. Lin
口試委員: 鄭逸琳
Yih-lin Cheng
謝文賓
Wen-pin Hsieh
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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 94
中文關鍵詞: 靜力結構分析伺服器Top-down design田口方法
外文關鍵詞: Static structural analysis, Top-down design, PC server, Taguchi method
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  • 一般機架式伺服器裝載於42U高度機櫃時,因硬碟、主機板、散熱器、電源供應器及機箱本體等等的重量影響下,使得伺服器基座產生下沉變形現象。假若此下沉變形量超過預期設計的規格,將使得機櫃內機架式伺服器的裝載率下降,提高企業內的IT機房建置成本。本論文依據一般常用的肋條類型做結構強度分析與討論,找出結構補強效果最佳的肋條類型,以改善伺服器基座的下沉變形現象,符合預期設計規格,提高機櫃內的機架式伺服器的裝載率。
    本研究主要分成四個部分,首先應用Pro/Engineer裡的Top-down Design觀念來建立機架式伺服器的零件配置,並且對肋條進行設計評估;接著應用ANSYS Workbench裡的靜力結構分析模組建構分析模型,並且進行伺服器基座肋條結構分析;然後選擇補強效果較佳的肋條,運用田口方法進行實驗規劃,以求得肋條的最佳化尺寸參數;最後進行伺服器基座的樣品製作,藉由樣品的下沉變形量尺寸量測數據,來驗證結構分析的趨勢及可信度。


    In general, rack mount servers are mounted on a 42U height rack. However, the cumulative weight of hard drives, mother boards, heat sinks and power supplies often cause sagging in the chassis base. If the extent of sagging exceeds the design specification, it causes a reduced mounting rate and creates higher construction costs for building an IT room. This study utilizes the most widely used rib type to perform the strength analysis and discussion, and to identify the best rib type for optimal structure reinforcement, so as to solve the sagging problem for chassis base, to meet the design specifications, and to raise server mounting rate.
    This study is divided into four parts. First, top-down design concept of Pro/Engineer software is adopted to establish the component layout of rack mount server, and perform rib assessment. Then, a structure analysis is established by using the static structural mode in ANSYS Workbench to analyze rib strength for a chassis base. Next, a rib with the best reinforcement effects is selected and the Taguchi’s method is employed for experiment planning in order to obtain optimal dimensional parameters. Finally, a prototype for the chassis base is made and the prototype’s sag is measured. The measurement data is collected to validate the feasibility of the structural analysis proposed in this thesis.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 VI 表索引 VIII 第1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 2 1.4 文獻探討 5 1.5 論文架構 7 第2章 伺服器基座肋條之設計 9 2.1 Top-down Design之簡介 9 2.2 肋條類型之簡介 13 2.2.1 肋條之形狀與尺寸 13 2.2.2 肋條至板端之容許距離 16 2.3 伺服器之零件配置與基座肋條之建構 17 2.3.1 零件配置之建構 18 2.3.2 肋條之設計概念 20 2.3.3 肋條之實體建構 24 第3章 伺服器基座肋條之模擬分析 35 3.1 有限元素分析流程之介紹 35 3.2 伺服器架構之說明 37 3.3 模型之簡化 39 3.4 零件材料之性質 41 3.5 模型之連結設置 42 3.6 模型之網格設置 45 3.7 模型之邊界條件設置 48 3.8 模擬結果與討論 56 第4章 肋條尺寸參數之最佳化 61 4.1 田口方法 61 4.2 肋條設計之田口方法規劃 63 4.2.1 定義品質特性 63 4.2.2 選擇控制因子與變動水準 63 4.2.3 選擇直交表 65 4.2.4 實驗模擬 65 4.2.5 實驗結果與數據分析 66 4.3 肋條尺寸參數之最佳化設計 68 第5章 樣品及實驗驗證 72 5.1 量測程序與方法 72 5.2 結果與討論 76 第6章 結論與未來研究方向 78 6.1 結論 78 6.2 未來研究方向 79 參考文獻 80

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    無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/23 (校內網路)
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