車用電視塑膠固定件之熱衝擊數值分析與模擬

Numerical Thermal Shock Analysis of Plastic Fasteners of Car TV

吳朝宏(Chao_hung_Wu)

指導教授 ： 陳政順

國立臺北科技大學/機電學院/製造科技研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2013.00225

摘要

兩種不同膨脹係數的材料使用螺栓固定在一起，在高低溫循環的環境負荷下將產生熱應力，嚴重時材料因無法承受而斷裂破壞，本文利用有限元素分析軟體模擬分析，使用於車用電視之塑膠與電鍍鋅鋼板使用螺栓接合接頭，施加螺栓預鎖力負荷、及溫度負荷下，討論其變形與應力狀態。其中之高低溫循環負荷以通用汽車的熱衝擊規範為參考。同時考慮在塑膠與電鍍鋅鋼板中增加彈性體之改善方案，在此個案，初步結果顯示比較增加彈性體接頭的有效應力，比未含彈性體接頭的有效應力約從50( MPa) 降至35(MPa)，表示使用橡膠彈性體確實能夠降低熱衝擊所產生的應力。

關鍵字

車用電視塑膠固定件 ； 熱應力 ； 有限元素分析

並列摘要

Materials usually get damaged or break under the thermal stress from repeated heating-and-cooling cycle while bolted to another material with different coefficient of thermal expansion (CTE). This study uses finite element analysis (FEM) to simulate stress distribution and deformation of car TV bonding material. The car TV bonding material bolts together plastic and Electro-Galvanized Steel Coil (SECC), and is applied stress under bolt preload and temperature change. In this case, we have the General Specification Electrical Function for reference, and discuss the improved plan of adding elastomer between plastic and SECC. The preliminary result shows that elastomer can significantly lower the stress from thermal shock. The effective stress of material with elastomer’s joint is 50 MPa, which is superior to 35 MPa detected from the material without elastomer’s joint.

並列關鍵字

Fastener of carTV ； Thermal Stress ； Finite Element Method

參考文獻

[5]黃昱閎，液晶顯示器電路板電子元件之隨機振動實驗與分析，碩士論文，台北科技大學製造科技研究所，台北、台灣，2011。

[6]K.G.F. Janssens, M. Niffenegger, K. Reichlin, “A computational fatigue analysis of cyclic thermal shock in notched specimens ”, Nuclear Engineering and Design, Paul Scherrer Institute, Villigen, Switzerland, 2008.

[10]洪健晉，高強度螺栓於高溫環境下之抗剪行為量測與數值模擬，碩士論文，成功大學土木工程學系，台南、台灣，2007。

[1]http://www.invisionautomotive.com/

[2]奇美實業網站，http://www.chimeicorp.com/zh-tw/products/plastic-series/pc-abs/