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研究生: 陳建良
Chen, Chien Liang
論文名稱: 熱電致冷器熱變形之探討
Investigation of Thermal Deformation of Thermoelectric Coolers
指導教授: 王偉中
口試委員: 王偉中
黃順發
饒達仁
陳政寰
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 201
中文關鍵詞: 熱電致冷器三維數位影像相關法翹曲量有限元素法
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  • 熱電致冷器(Thermoelectric Cooler, TEC)透過珀爾帖效應(Peltier Effect) 使得TEC試片在操作過程中存在溫度梯度,且因結構內部各個材料熱膨脹係數不匹配,造成電子元件間互相牽制,經過長時間反覆使用,容易導致元件破壞與損毀。
    本研究利用多部相機取像系統與500萬畫素相機,提升了三維數位影像相關(Three-Dimensional Digital Image Correlation, 3D-DIC)法的精度,得到TEC在中心支撐的夾持方式下,TEC的翹曲量(Warpage)與冷熱面溫差呈一線性關係。
    本研究改進了本實驗室吳亭瑩同學對TEC翹曲量的計算方法,得到了TEC尺寸與翹曲量之關係,並進行兩次實驗,驗證了實驗的重複性。
    本研究亦以有限元素法套裝軟體ANSYS 12.1建立31對TEC試片有限元素模型,搭配中心支撐之夾持方式,成功的比對了實驗與數值模擬結果。


    目錄 圖目錄 表目錄 一、簡介 二、文獻回顧 2.1數位影像相關法 2.2熱電致冷器 三、實驗原理 3.1數位影像相關法 3.2 變形與位移 3.3 相關函數 3.4 數值方法 3.4.1 粗-細法 3.4.2 牛頓-拉福森法 3.5 影像重建 3.5.1 雙線性內插法 3.5.2 雙立方內插法 3.5.3 雙立方樣條內插法 3.6 三維影像相關法 四、試片規劃與實驗裝置 4.1試片規劃 4.1.1中心支撐 4.2 實驗裝置 4.2.1 多部相機取像系統 4.2.2 VIC-3D分析軟體 4.2.3 其它實驗裝置 五、實驗程序 5.1 試片前處理 5.2 實驗條件 5.2.1 探討試片翹曲量與溫差之關係 5.2.2 探討試片尺寸與翹曲量之關係 5.3多部相機取像系統取像程序 5.4 DIC法實驗程序 5.5 數值模擬分析程序 5.5.1建立模型及給定材料 5.5.2網格建立 5.5.3邊界條件 5.5.3後處理 六、結果與討論 6.1探討試片翹曲量與溫差之關係 6.2探討試片尺寸與翹曲量之關係 6.2.1 3D-DIC法實驗結果 6.2.2 數值模擬結果 七、結論與未來展望 7.1結論 7.2未來展望 八、參考文獻 附錄A:以ANSYS建立31對TEC數值模型之程式碼

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