伺服器機殼設計與分析

Server Chassis Design and Analysis

張賦安(Fu-An Jhang)

指導教授 ： 林瑞璋

國立虎尾科技大學/工程學院/機械設計工程研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6827/NFU.2015.00201

摘要

本論文研製之目的在於使用有限元素分析軟體與實際量測來進行伺服器機殼設計與驗證，針對伺服器機殼裝配硬碟後，其產生之變形量是否會超過0.4mm進而在裝配上產生干涉，並探討伺服器機殼內之相關機構與整體結構強度關係，建立一套對於伺服器機殼參數設計的流程。採用田口參數設計法，以伺服器機殼中的鋼板厚度、Punch種類、風扇牆高度、支撐托盤鋼板厚度、HDD重量為控制因子，使用有限元素分析軟體ABAQUS取代實驗進行伺服器機殼直交表分析。經由直交表分析篩選最佳參數組合，篩選最佳參數組合後使用田口實驗方法公式預測該參數組合之S/N比，並將該參數組合進行有限元素分析，透過後處理查看其變形量，將其變形量換算S/N比後與該參數組合之田口實驗方法預測公式所得S/N比進行誤差比對。
將參數組合之實體伺服器機殼製造組裝完成後，以磁性塊、連桿支架、大理石平台組成量測基座，使用數位百分量表量測其變形量。將量測所得變形量計算S/N比，與參數組合之田口實驗方法預測公式所得S/N比進行誤差比對。量測變形量為0.143mm，平均誤差百分比為8.01%；有較高的誤差百分比是因伺服器機殼在加工時已經產生變形，誤差百分比因此提高；但伺服器機殼變形量仍不超過0.4mm，因此不會在裝配時產生干涉。
依照ISTA規範進行伺服器機殼落摔分析與試驗，使用Ls-Dyna做為Solver並配合HyperWorks進行前後處理，於後處理所得落摔產生最大應力為165MPa，鋼板材質降伏強度為320MPa，換算安全係數1.93，因此預測該伺服器機殼能通過落摔試驗。進行落摔試驗後檢測外觀有無物理傷害以及功能檢查，檢測後均無物理傷害且功能皆為正常，該伺服器機殼通過ISTA落摔試驗。

關鍵字

ABAQUS ； Ls-Dyna ； HyperWorks ； 靜態剛性 ； 伺服器機殼 ； 落摔試驗 ； 田口方法

並列摘要

The dissertation was developed to design and authenticate the server chassis by finite element simulation and actual measurement.Observe the server chassis will deform over 0.4mm to interfere with assembly or not after putting in the hard disks. Refer to the relationship of the constructions in the server chassis and the overall structural strength to set up a process of server chassis parameter design.By Taguchi experimental design, adopt the server chassis material thickness, punch type, fan wall height and HDD size as controllable factor. Use finite element simulation ABAQUS as a substitute for experiment to analyze server chassis orthogonal arrays.By orthogonal arrays to screen the best parametric combination, then use Taguchi experimental design to forecast the S / N ratio of the prediction confirmation, analyzing the prediction confirmation by finite element simulation and observe the amount of deformation. Convert the amount of deformation to the S / N ratio to verify with the prediction of Taguchi experimental design.
After making and installing the server chassis, using Magnetic Block, link bracket and marble platform to make the mensuration base.Use digital percentile scale to measure the amount of deformation and calculate the S/N ratio, then verify with the prediction of Taguchi experimental design. The amount of deformation is 0.143mm, and the average error percentage is 8.01%. Because the server chassis were out of shape in fabrication, the error percentage is higher. However, the amount of deformation server chassis are not over 0.4mm, so it wouldn’t interfere with fabrication.
According to ISTA conducted server chassis fell off the analysis and testing. Using Ls-Dyna as Solver and help the HyperWorks operate the pre and post processing. We get a result that the Max stress is 165MPa and yield strength of steel material is 320MPa after we finishing the fell off experiment. In terms of the coefficient of safety is 1.93. So it is predictable the servo chassis could pass the fell off tests. In addition there was no physical damage and whole functions are all normal after entire check.

並列關鍵字

ABAQUS ； Ls-Dyna ； HyperWorks ； Static Rigidity ； Server Chassis ； Drop test ； Taguchi Method

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