4-1 實驗與模擬比對流程規劃
本研究的首要任務為模擬模型的建置與正確性，故以實驗結果資料來 比對與驗證有限元素模型的可靠性，故利用 Shock 實驗結果的 G 值與 Drop 實驗結果的玻璃破片的破壞模式來進行確認有限元素模型可靠性的依據，
待驗證完模型即可進行後續 EPP Box 相關修改模擬與分析比對資料，其實 驗流程圖規劃[圖 4.1]如下所示。
圖 4.1 實驗規劃流程圖
4-2 測試模型建立
4-2-1 EPP Strain Rate
Strain Rate 曲線。在實驗的方法上我們將採直接製作 EPP 發泡聚丙烯的 Hubert Lobo, 2009, Selecting Material Models for the Simulation of Foams in LS-DYNA 裡的動態 Strain rate 曲線[圖 4.4]，將其動態與靜態 之應力應變曲線帶入 LS DYNA MAT FU CHANG FOAM 裡面作為特性表現。
EPP 15X-2
EPP 15X-1 EPP 15X-2 EPP 15X-3
圖 4.3 靜態應力應變曲線圖
圖 4.4 動態應力應變曲線圖
4-2-2 實驗測試箱體
本研究使用 EPP 發泡聚丙烯進行射出成型機來射出成型以取樣出不同 尺寸的箱體，包括 17 吋、17.3 吋與 23 吋[圖 4.5]三種尺寸來進行實驗測
床加工進行銑削工程，取樣適合實驗所規劃之箱體肉厚數個，因加工過程 4.2] [35]包含 EPP Box、束帶、Spacer、Glass 等，EPP Box 楊氏系數為 10MPa，密度為 6x10E-11，Spacer 楊氏系數為 2500MPa，密度為 1.16x10E-9，
玻璃楊氏系數為 7000MPa，密度為 2.3x10E-9。在密集式包裝堆疊中採用一 片 Spacer，一片玻璃放置方式裝載，預設裝載高度離箱蓋 3mm，並定義各 物件間之摩擦係數[表 4.3] 。因 G 值為評判有限元素模型的其中一項因素，
所以也建立 G sensor 的模型，因為落摔實驗的落下高度為 61cm，V0=√
(2GH) ，故等值換算 EPP Box 的落摔初速為 3457.74mm/s，另外因 Shock 的 為 100G/5ms 與 150G/5ms 的半弦波[圖 4.7] ，其積分後可得知初速度[圖 4.8]為 3119.44mm/s。
圖 4.6 有限元素模型圖
表 4.2 材料參數表
表 4.3 材料摩擦係數表
圖 4.7 Shock 半弦波圖
圖 4.8 Shock 初速度圖
4-3 Shock 實驗與 Shock 模擬結果
實驗首先建立各吋別液晶玻璃裝載箱測試模型基準[圖 4.9]，將 G
SENSOR 固定於箱體中間[圖 4.10]，另將模型相同尺寸以 Pro-E 繪製完成，
輸入 LS-DYNA 分析，取得衝擊波形與數據；實際測試部份以 SHOCK 進行，
同樣取得相對應衝擊波形與數據。Shock 主要比對其 G sensor 所測量出來 的 G 值，G 值會經由 LS DYNA 內部的 SAE 330[圖 4.11]來過濾其他雜訊後，
進行資訊取得與比對[圖 4.12]，首要步驟於確認 LS-DYNA 模型的可靠度與 確認模型建置無問題與異常。
圖 4.9 Shock 測試基準圖
圖 4.11 Shock 濾波 SAE 330
圖 4.12 Shock 比對資訊
在 Shock 的實際測試與模擬得到的數值經過比對，在數值相對上差異 不大，因此可驗證有限元素的模型是正確的，且可利用此模型再進行後續 的 Drop 落摔實驗分析比對與驗證。
4-4 落摔實驗與落摔模擬結果
在 Drop 落摔實驗的實體測試中，採用 ASTM D 4169 標準落下測試規範，
因為整箱重量為 11kg，依規範中定義 9.1kg~18.1kg 範圍內，採用 level 1 規格之落下高度為 61cm。另外，依照 ASTM D 5276 定義落下程序應為一角
本實驗步驟相同於 Shock 測試步驟，首先建立液晶玻璃裝載箱測試模 型基準[圖 4.14]，將 G SENSOR 固定於箱體中間，進行落下測試，取得衝擊 波形與數據，另外於 LS-DYNA 分析，同樣取得相對應衝擊波形與數據。主 要比對其 G sensor 所測量出來的 G 值，G 值會經由 LS DYNA 內部的 SAE 330[圖 4.15]來過濾其他雜訊，進行資訊取得與比對，確認模型的可靠度與 確認模型建置無問題與異常。
圖 4.14 Drop 測試基準圖
圖 4.15 Drop 濾波 SAE 330
接著進行玻璃邊界條件取得。期初在多次的落下試驗測試中發現，測試結 果呈現的落摔 G 值[圖 4.16]愈大，玻璃破損的機率愈高，但是有時候也會 發生落摔 G 值不高，但在落摔後發生玻璃破裂的情形，或是落摔 G 值很高，
但在落摔後玻璃無異狀發生。因此落摔 G 值只能反應衝擊能的大小，但並 不能完全反應玻璃的變形行為，而應力分析[圖 4.17]能完整反應出玻璃的 變形行為。落摔主要比對 G 值與玻璃破裂位置，經模擬分析完，結果顯示 最大主應力位置與實驗的破裂位置吻合，也證實了有限元素模型的可靠 性。因此在後續的實驗中，會以模擬的應力值大小與落下結果對照，來進 行觀察與分析。
圖 4.16 落摔 G 值
圖 4.17 應力分析
4-5 實驗結果與模擬比對驗證
本研究使用尺寸 17 吋、17.3 吋與 23 吋的箱體，進行實驗與模擬之交 叉驗證。期初在多次的實驗中發現，在箱體具有外部特徵與沒有特徵[圖
4.18]的狀況下，在實體落摔與模擬的結果都顯示出具有特徵的箱體有較佳 其他地方，達到 141MPa，可驗證模擬與實際落摔結果[圖 4.19]的趨勢相吻 合。但是多大的應力表現會造成玻璃破損，後續接著進行 17.3 吋與 23 吋 除，外部特徵厚度為 7mm，箱體減薄肉厚 7mm、9mm、11mm、15mm，各進行 三箱的落摔測試，其結果都發生玻璃破片情況，在模擬軟體分析中得到應 力值為 131MPa、128MPa、142MPa、134MPa。
在 23 吋的實驗中，在有外部特徵的箱體裝載狀況下，箱體厚度由箱內 減薄肉厚 3mm、5mm、7mm、9mm，各進行三箱的落摔測試，其結果都沒有發 生玻璃破片情況，在模擬軟體分析中得到應力值為 57MPa、55MPa、59MPa、
70MPa。接續在有外部特徵的箱體裝載狀況下，進行外部特徵由箱體外部切 除，外部特徵厚度為 7mm，箱體減薄肉厚 7mm，各進行三箱的落摔測試，其
經由實驗與模擬分析，結果顯示有限元素模型用來反應 EPP Box 的動 態行為分析是具有高度可靠性的。在落摔實驗與軟體模擬分析結果中，歸 納可得到在液晶玻璃裝載箱的保護裝載下，玻璃可承受的應力區間介於 88MPa~100MPa[表 4.5]。
圖 4.19 模擬與實際落摔結果
表 4.5 應力區間值
第五章 結論
4. 玻璃應力破損邊界介於 88MPa~100MPa
在落摔實驗與軟體模擬分析結果中，歸納可得到在液晶玻璃裝載箱的