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研究生: 楊惠雯
Yang, Hui-Wen
論文名稱: 蜂巢式複合結構應用於LCD面板之包裝設計
Packaging Box Design for Shipment of LCD Panels Using Honeycomb Composite Structures
指導教授: 宋震國
Sung, Cheng-Kuo
口試委員:
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: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 複合式蜂巢結構包裝設計面板自由落下數值模擬
外文關鍵詞: Composite structure, honeycomb structure, packaging box design, LCD panel, drop test, numerical simulations
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  • 液晶面板為台灣科技產業之重要出口產品,提升其包裝系統之保護能力,並有效降低成本,一直為業界所努力的目標。目前面板包裝盒普遍採用發泡材料製作,其中以發泡聚丙烯(EPP)最為常見,本研究將以改良EPP面板包裝系統之設計為目標,利用蜂巢式複合結構設計一款面板包裝系統,令其能承受相同之最大加速度,並有效減小原始包裝系統之體積。本研究成功推導出新式包裝系統之產品落下加速度模型,並經由動態模擬結果了解新式包裝系統遭受落下衝擊時之面板加速度主要影響因素及並聯複合結構優於串聯複合結構之原因,並成功利用並聯系統設計出遠小於原包裝系統高度之設計。
    本研究之數值模擬部份,完成了蜂巢結構、發泡(EPE)材料與蜂巢式複合結構之數值模型,建立並進行靜態與動態之壓縮虛擬實驗,比較模擬值與理論值之差異與觀察壓縮速率之影響,並進行蜂巢結構個數及邊界條件設定對材料行為之影響。透過結果再次驗證Gibson等[11]所推導之蜂巢結構理論僅適用於金屬蜂巢結構,不適用於熱塑性材料蜂巢結構。且由蜂巢結構與蜂巢式複合結構之靜態壓縮模擬結果比較,可得知蜂巢式複合結構包裝系統確實是能夠做到比蜂巢結構包裝系統更薄之包裝體積。
    為了達到簡化數值模型之目的,本研究亦完成以單一蜂巢式複合結構模擬多蜂巢式複合結構之靜態材料行為之模型,並與多蜂巢式複合結構做比較,討論以單一蜂巢式複合結構取代多蜂巢式複合結構之可行性。最後利用落下模擬結果成功驗證蜂巢式複合結構包裝系統能夠達到與原包裝系統相同效能(相同面板最大加速度值),且體積比原包裝系統小了83.457%,重量則減小了75.855%,證實此新型包裝系統設計更優於原包裝系統。


    摘要 I Abstract II 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 X 符號表 XI 第一章 緒論 1 1.1研究動機與背景 1 1.2文獻回顧 2 1.2.1包裝設計流程 4 1.2.2蜂巢結構 7 1.2.3衝擊運動之理論與分析 13 1.3研究方法與本文架構 15 1.3.1研究方法 15 1.3.2本文架構 18 第二章 落下物理模型建立與理論分析 19 2.1落下物理模型建立 19 2.2動態方程式推導 20 2.3動態模擬結果 22 第三章 蜂巢式複合結構之參數設計 27 3.1串聯蜂巢式複合結構系統 27 3.2並聯蜂巢式複合結構系統 34 3.3系統設計結果比較 37 第四章 數值模擬參數設定 38 4.1蜂巢結構 38 4.1.1壓縮模型建立 38 4.1.2壓縮模擬結果 40 4.2蜂巢式複合結構 49 4.2.1壓縮模型建立 49 4.2.2壓縮模擬結果 54 第五章 落下模擬結果與討論 63 5.1落下模型建立 63 5.2結果比較 67 第六章 結論與未來工作 70 6.1結論 70 6.2未來工作 72 參考文獻 75 附錄A 79

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