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研究生: 謝明仁
Hsieh, Ming-Jen
論文名稱: 以細鋼索承載薄基板之負載的研究
Load Bearing of Thin Substrate by Small Wire Ropes
指導教授: 周榮華
Chou, Jung-Hua
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 62
中文關鍵詞: 鋼索薄基板有限元素分析張力頻率中垂量
外文關鍵詞: Wire rope, thin substrate, finite element analysis, tension, sag
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  • 在面板及太陽能相關產業,隨著薄基板的尺寸面積越來越大,基板的平面剛性變弱、變形量變大,在製程上的支撐及存放就變得更加困難及重要,本文旨在探討細鋼索應用於薄基板的水平存放及支撐時,其鋼索張力與薄基板變形量之關係。
    藉由張力與頻率之關係,使用音波張力計,量測鋼索張力,同時找出鋼索張力與薄基板變形量之關係,並應用有限元素分析軟體ANSYS互為驗證,再以模擬分析方法應用在製程機構設計上,分析鋼索的設計配置對薄基板變形量之影響。
    比較纜索的中垂量公式值,與實驗值及模擬值之張力與變形量關係曲線,找出適當之ANSYS模擬設定方法,以及可應用於設計預估的經驗公式。藉由這些研究資料及結果,提供於鋼索應用於薄基板存放及製程支撐等相關設計及應用參考,以避免設計上的錯誤,及縮短開發的時間及流程。
    在研究結果上,隨著鋼索張力的提高,鋼索伸長量成正比的伸長,以及其承載之薄基板變形量越小。在模擬分析上,以Bonded接觸條件之模擬結果近似於公式值,並且隨著提高張力後,近似於實驗值;在同樣的張力值下,薄基板的變形量,與鋼索配置數目有關,受直徑的影響較小。

    In the display panel and solar cell related industries, as the dimensions of a thin substrate get larger and large, methods to support and store the substrate during manufacturing processes become more difficult and critical. This thesis focuses on studying the correlation between wire rope tension and the deformation of the thin substrate when the small wire ropes are applied to levelly store and support the thin substrate.
    Literature reviews regarding the relationships of wire rope tension, wire vibration frequencies, and wire sag are first conducted. Confirmation experiments for wire rope tension versus vibration frequencies are made. Measurements to determine the relationship between wire rope tension and substrate deformation are then carried out. The finite element analysis software ANSYS is also applied to perform simulations to compare with the experimental results.
    Finally, the sag formula of cables is applied to compare with those of the experimental and simulation values, and the empirical formula applicable for design and estimation is identified.
    The results of this study can provide information for the design and application of the small wire ropes in thin substrate processes so as to avoid errors in the design and to shorten the time and process of development.

    目錄 摘要 I Abstract II 誌謝 VII 目錄 VIII 表目錄 X 圖目錄 XI 符號說明 XIII 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2 製程應用介紹 2 1-2-1 鋼索用於玻璃基板的存放 2 1-2-2 鋼索用於製程平台的支撐 4 1-3 研究動機與目的 7 1-4 研究步驟流程 8 第二章 理論與文獻回顧 9 2-1 鋼索的常見應用 9 2-2 鋼索的材質種類及規格 [6~8] 9 2-3 鋼索的基本機械性質 11 2-4 鋼索的張力量測方法 13 2-5 鋼索基礎力學理論 16 2-5-1 鋼索張力與頻率的關係 16 2-5-2 鋼索的中垂效應及張力與彈性模數的關係 17 2-5-3 鋼索張力與中垂量的關係 19 第三章 實驗方法 24 3-1 實驗設備 24 3-2 實驗方法流程 28 3-3 實驗設定依據 32 第四章 ANSYS模擬方法 35 4-1 模擬分析方法流程 35 4-2 模擬設計架構 37 第五章 結果與討論 41 5-1 實驗結果與討論 41 5-1-1 張力量測手法確認實驗 41 5-1-2 張力量測值確認實驗 44 5-1-3 鋼索張力與鋼索伸長量關係 45 5-1-4 鋼索張力與實驗PVC薄板變形量關係 46 5-2 模擬分析結果與討論 48 5-2-1 鋼索張力與PVC薄板變形量關係之模擬 48 5-2-2 製程玻璃基板存放應用設計模擬 53 第六章 結論與建議 58 6-1 結論 58 6-2 建議 59 參考文獻 60

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