本文關(guān)鍵詞：碳纖維復(fù)合材料在筆記本電腦后蓋中的應(yīng)用研究

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【摘要】：計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在軟硬件性能的提升上,其外觀、材質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化。雖然對(duì)于筆記本電腦來(lái)說(shuō)減重的重點(diǎn)在于發(fā)展硬件技術(shù),但是外殼作為筆記本電腦整體結(jié)構(gòu)的支撐件,如果能夠在控制成本的前提下,盡可能選擇合適的輕質(zhì)高強(qiáng)度材料并加以合理設(shè)計(jì),對(duì)減輕筆記本電腦重量和提高可靠性具有重要意義。因此本文主要針對(duì)筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)特性和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析研究,并對(duì)筆記本電腦頂蓋進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。圍繞筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)主題,本文開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究：1.開(kāi)展了筆記本電腦后蓋有限元建模研究與靜力學(xué)仿真分析。在分析了筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了后蓋結(jié)構(gòu)的CAD模型,并按照筆記本電腦整機(jī)的靜力測(cè)試工況在HyperMesh中建立了靜力學(xué)分析有限元模型：對(duì)后蓋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了驗(yàn)證；根據(jù)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了后蓋結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題,為后續(xù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。2.從力學(xué)分析角度研究了在筆記本電腦頂蓋上使用碳纖維復(fù)合材料代替ABS材料的可能性。將CAE技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中,運(yùn)用自由尺寸優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和鋪層次序優(yōu)化聯(lián)合的分級(jí)優(yōu)化方法,建立了復(fù)合材料頂蓋優(yōu)化模型,對(duì)碳纖維復(fù)合材料頂蓋進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.開(kāi)展了關(guān)于碳纖維布加固技術(shù)在筆記本電腦頂蓋中的應(yīng)用研究。研究了碳纖維布的特點(diǎn),并從理論上分析了碳纖維布加固技術(shù)的原理；結(jié)合RADIOSS軟件研究了不同加固方案的效果,得出了最優(yōu)加固方案并進(jìn)行了對(duì)比分析；對(duì)比了薄鋼片加固與碳纖維布加固的優(yōu)缺點(diǎn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述加固方案并與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。4.研究了上述不同設(shè)計(jì)方案筆記本電腦的動(dòng)力學(xué)特性。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式分析了不同設(shè)計(jì)方案的筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的模態(tài),對(duì)比了它們的振型與固有頻率；通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的方法研究了在128g、2ms的半正弦加速度激勵(lì)的作用下不同設(shè)計(jì)方案的筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)各部分響應(yīng)情況；分析對(duì)比了它們的固有頻率和抗沖擊性能。
【關(guān)鍵詞】：筆記本電腦后蓋 靜力學(xué)分析 碳纖維 分級(jí)優(yōu)化 動(dòng)力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ342.742;TB332;TP368.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號(hào)及英文專有名詞說(shuō)明10-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 輕質(zhì)高強(qiáng)度材料在筆記本電腦中的應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 碳纖維復(fù)合材料研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 CAE技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題研究目的及意義16
• 1.3.1 研究目的16
• 1.3.2 研究意義16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 筆記本電腦后蓋靜力學(xué)特性分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 后蓋結(jié)構(gòu)CAD模型18-19
• 2.3 后蓋結(jié)構(gòu)有限元模型建立19-22
• 2.3.1 模型簡(jiǎn)化19-20
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分及單元選擇20-22
• 2.3.3 連接與接觸設(shè)置22
• 2.3.4 材料參數(shù)22
• 2.4 后蓋結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證22-28
• 2.4.1 靜壓測(cè)試工況22-23
• 2.4.2 邊界條件設(shè)置23-24
• 2.4.3 有限元仿真結(jié)果24-25
• 2.4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證25-27
• 2.4.5 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)分析27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 碳纖維復(fù)合材料筆記本電腦頂蓋分級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 碳纖維材料特點(diǎn)30-31
• 3.3 碳纖維復(fù)合材料的選用31-33
• 3.3.1 增強(qiáng)材料的選用31-32
• 3.3.2 基體材料的選用32-33
• 3.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)33-34
• 3.5 復(fù)合材料層合板理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)34-36
• 3.5.1 復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論34-35
• 3.5.2 復(fù)合材料層合板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)35-36
• 3.6 復(fù)合材料有限元模型建模研究36-39
• 3.6.1 復(fù)合材料建模技術(shù)36-37
• 3.6.2 復(fù)合材料有限元模型建立37-38
• 3.6.3 靜力學(xué)仿真結(jié)果38-39
• 3.7 分級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)39-46
• 3.7.1 復(fù)合材料分級(jí)優(yōu)化技術(shù)39-40
• 3.7.2 概念設(shè)計(jì)：自由尺寸優(yōu)化40-42
• 3.7.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：鋪層厚度優(yōu)化42-43
• 3.7.4 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：鋪層次序優(yōu)化43-44
• 3.7.5 優(yōu)化結(jié)果評(píng)價(jià)及驗(yàn)證44-46
• 3.8 本章小結(jié)46-48
• 第四章 碳纖維布加固筆記本電腦頂蓋研究48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 碳纖維布抗彎加固技術(shù)介紹48-50
• 4.2.1 抗彎加固技術(shù)應(yīng)用48-49
• 4.2.2 加固材料選擇49-50
• 4.2.3 碳纖維加固技術(shù)特點(diǎn)50
• 4.3 碳纖維布加固頂蓋方案研究50-52
• 4.3.1 理論研究50
• 4.3.2 分析計(jì)算50-52
• 4.3.3 方案總結(jié)52
• 4.4 碳纖維布加固頂蓋方案對(duì)比52-57
• 4.4.1 不同加固方案設(shè)計(jì)52-53
• 4.4.2 有限元仿真53-55
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證55-57
• 4.5 鋼片正交加固頂蓋分析57-58
• 4.5.1 有限元仿真57-58
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第五章 筆記本電腦后蓋動(dòng)力學(xué)特性分析60-80
• 5.1 引言60
• 5.2 模態(tài)分析60-63
• 5.2.1 有限元仿真60-61
• 5.2.2 模態(tài)實(shí)驗(yàn)61-63
• 5.3 沖擊瞬態(tài)響應(yīng)分析63-66
• 5.3.1 瞬態(tài)響應(yīng)分析基本理論63-64
• 5.3.2 沖擊測(cè)試及有限元模型建立64-66
• 5.4 ABS材料頂蓋筆記本電腦動(dòng)態(tài)特性分析66-71
• 5.4.1 模態(tài)分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證66-68
• 5.4.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應(yīng)分析68-69
• 5.4.3 頂蓋變形量沖擊響應(yīng)分析69
• 5.4.4 LCD與支架應(yīng)力沖擊響應(yīng)分析69-71
• 5.5 碳纖維復(fù)合材料頂蓋筆記本電腦動(dòng)態(tài)特性分析71-74
• 5.5.1 模態(tài)分析71
• 5.5.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應(yīng)分析71-72
• 5.5.3 頂蓋變形量沖擊響應(yīng)分析72-73
• 5.5.4 LCD與支架應(yīng)力沖擊響應(yīng)分析73-74
• 5.6 碳纖維布加固ABS材料頂蓋筆記本電腦動(dòng)態(tài)特性分析74-78
• 5.6.1 模態(tài)分析74-75
• 5.6.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應(yīng)分析75-76
• 5.6.3 頂蓋變形量沖擊響應(yīng)分析76
• 5.6.4 LCD與支架應(yīng)力沖擊響應(yīng)分析76-78
• 5.7 不同材質(zhì)頂蓋對(duì)筆記本電腦動(dòng)態(tài)特性影響對(duì)比78-79
• 5.7.1 模態(tài)對(duì)比分析78
• 5.7.2 沖擊響應(yīng)對(duì)比分析78-79
• 5.8 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 工作總結(jié)80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 致謝82-84
• 參考文獻(xiàn)84-86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：940262