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研究生: 蕭堯仁
Hsiao, Yao-Jen
論文名稱: 電子連接器彈簧片之最佳化設計
Optimal Design of the Spring Plates on Electronic Connector
指導教授: 潘文峰
Pan, Wen-Fung
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: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 42
中文關鍵詞: 電子連接器彈簧片有限元素ANSYS分析田口方法
外文關鍵詞: Electronic Connector, Spring Plate, Finite Element ANSYS Analysis, Taguchi Method
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  • 目前常見的電子產品,其內部都具有連接功能的基本元件,該連接元件稱為連接器,而連接器在電子產品中扮演橋樑的重要角色。連接器內裝的接觸彈片會因為變形而對連接器傳遞電子訊號的能力有所改變,因此如何設計具有優良性能的接觸彈簧片成為一項重要的課題。
    本研究係針對現有所使用連接器內的彈簧片來加以改良,其中最主要的問題是現有彈簧片在使用時因變形量太大,而導致彈簧片在使用壽命未達預期目標前發生斷裂。本研究先透過3D繪圖軟體Solid Works建立彈簧片的分析模型,接著,將該模型匯入有限元素ANSYS分析軟體中,並進行適當元素的切割,同時,根據實際使用的狀態建立起相關的負載條件及其邊界條件並進行分析。下一步,在考慮品質特性的理想值為彈簧片的間隙,本研究將彈簧片結構進行變更設計分別為:推動肋、固定肋及中間肋。接著,使用田口方法來找出變形量最小且最佳化的彈簧片設計模型。
    本研究所建立模型分析,期望對未來不同產品也能應用此套分析原則,供應相關公司快速找到最佳化設計,以減少開模、修模等成本。

    At present, common electronic products have basic components connected to the inside of the electronic product. The connecting component is a connector, and the connector plays an important role in the electronic product. The contact spring plates contained in the connector may change the ability to transmit electronic signals to the connector due to deformation. Therefore, how to design a contact spring plate with excellent performance becomes an important issue.
    This research focus on improving the spring plate in the connector. The major problem is the deformation is too large when used. The spring plate breaks before the service life reaches the expected target. This study first establishes an analytical model of the spring plate through the 3D drawing software Solid Works. Then, import the model into finite element ANSYS analysis software and cut the appropriate elements. Simultaneously, the loading conditions and boundary conditions are established and analyzed according to the actual state of use. Next, the ideal value for considering the quality characteristics is the gap of the spring plate. In this study, the design of the spring plate structure was changed as follows: push rib, fixed rib, and intermediate rib. Next, use the Taguchi method to find out the minimum and optimal deformation of the spring plate design model.
    This study establishes model analysis and expects that this set of principles can be applied to different products in the future. The supply company can quickly find the optimal design and reduce the costs of mold opening and mold repair.

    摘 要 I ABSTRACT II 誌 謝 III 目 錄 IV 表目錄 VI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2文獻回顧 1 1.3 研究動機與目的 6 1.4 論文架構 7 第二章 連接器介紹及設計規範 8 2.1電子連接器的功能及種類 8 2.2彈簧片端子對電子連接器性能之影響 9 第三章 有限元素分析及田口設計 10 3.1 ANSYS分析軟簡介 10 3.2 ANSYS模型網格化 10 3.3 彈簧片模型建立原則 11 3.4 ANSYS材料選擇、邊界設定及網格切割 14 3.5 田口品質工程概述 23 3.6 田口法之步驟 23 3.7 田口法之參數設計 24 3.8 彈簧片幾何模型之田口實驗 24 第四章 結果與討論 27 4.1 田口分析結果 27 4.2 田口最佳化分析 34 4.3 最佳化產品檢驗 37 第五章 結論 40 5.1 結論 40 5.2 建議 40 參考文獻 41

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