第三章 研究結果與結構分析
3.1 分析結果
3.1.6 彈簧針座底座元件有限元素分析
（四）結果討論
由圖3-40得知其最大變形量為0.0248 mm，並不會影響承座之正 常運作，由圖 3-42 得知其最大等效應力發生的位置在於彈簧針座上 蓋定位孔部份，其最大等效應力值為149.629 MPa，PEI 材料之降伏
應力為158 MPa，最大應力已接近降伏應力，而為避免塑性變形，故
需改變其外型增加其結構強度，定位孔之最大變形量為0.0248，其值 過小故不會影響其定位功能，所以彈簧可以準確定位，確保和錫球的 接觸，使電路導通加以檢測，而應力過大的定位孔部份，也可由定位 孔附近的定位銷和卡溝，提供其定位功能，其安全因素為
（3.15）
ANSYS 8.0 ELEMENTS PowerGraphics EFACET=1 1
型，如圖 3-45所示，為彈簧針座底座之有限元素模型，
圖 3-44 彈簧針座底座之實體模型
圖3-45 彈簧針座底座之有限元素模型
（二）解題程式
1. 宣告分析型式（ANTYPE）：分析型式為非線性靜態分析，
假設其他零件之變形不影響本零件之分析。
2. 設定邊界條件及負荷後求解：彈簧針座上蓋與彈簧針座底
ANSYS 8.0 DISPLACEMENT STEP=1 SUB =1 TIME=1 PowerGraphics EFACET=1 AVRES=Mat DMX =.028232 1
X Y Z
座之邊界條件如圖 3-39方格 2所示，限制彈簧針座底座所 有的自由度為零，負載方式如圖 3-39方格 3為均勻溫度負 載 150℃。
（三）後置處理
將解題部分所求得之解答，經由圖形介面以各種不同形式顯 示出來。輸出結果如圖3-46 ~ 3-49所示，圖 3-46為彈簧針座上 蓋結構變形圖，圖 3-47 為彈簧針座上蓋之等效應力分佈圖，圖 3-48為彈簧針座上蓋之最大應力局部放大圖，圖3-49為彈簧針座 上蓋之等效應變分佈圖。
圖3-46 彈簧針座底座結構變形圖
ANSYS 8.0 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 SEQV (AVG) PowerGraphics EFACET=1 AVRES=Mat DMX =.028232 SMN =.230E-04 SMX =183.458 1
MN
MX
X Y Z
.230E-04 20.384 40.768 61.153 81.537 101.921 122.305 142.69 163.074 183.458
圖3-47 彈簧針座底座之等效應力分佈圖
圖3-48 彈簧針座底座之最大應力局部放大圖
SMax=183.458 MPa
MN
MX
X
MX
X Y Z
最大應力發生處
ANSYS 8.0 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 EPTOEQV (AVG) PowerGraphics EFACET=1 AVRES=Mat DMX =.028232 SMN =.280E-08 SMX =.023169 1
MN
MX
X Y Z
.280E-08 .002574 .005149 .007723 .010298 .012872 .015446 .018021 .020595 .023169
圖3-49 彈簧針座底座之等效應變分佈圖
（四）結果討論
由圖 3-48 得知其最大等效應力發生的位置在於誘導體底部卡榫 凹角部份，其最大等效應力值為 183.458 MPa，PEI 材料之降伏應力
為158 MPa，最大應力已超過降伏應力，進入塑性區的部位在於四根
定位銷上，故須改變結構的外型，或除去進入塑性區的四根定位銷，
除去四根定位銷後，其定位的功能可由四根定位銷附近的卡溝，還有 底部的二根定位銷提供定位的功能。以下為將四根定位銷刪除後之分 析。
ANSYS 8.0 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 SEQV (AVG) PowerGraphics EFACET=1 AVRES=Mat DMX =.007576 SMN =.230E-04 SMX =79.662 1
MN
MX
X Y Z
.230E-04 8.851 17.703 26.554 35.405 44.257 53.108 61.959 70.811 79.662
ANSYS 8.0 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 EPTOEQV (AVG) PowerGraphics EFACET=1 AVRES=Mat DMX =.007576 SMN =.280E-08 SMX =.009534 1
MN
MX
X Y Z
.280E-08 .001059 .002119 .003178 .004237 .005296 .006356 .007415 .008474 .009534
圖3-50 刪除銷後彈簧針座上蓋之等效應力分佈圖
圖3-51 刪除銷後彈簧針座上蓋之等效應變分佈圖
其安全因素為
（3.16）
彈簧針座基座中之定位銷，因為應力過大而使強度降低，且其定位功 能可由兩旁之卡榫及底部之定位銷取代，故可將其刪除或改良設計，
未刪除定位銷之彈簧針座基座，其最大應力為183.458 MPa，刪除定 位銷後之彈簧針座基座，其最大應力為79.662MPa，故可得知刪除定 位銷後之應力降低，故可提高元件之安全係數。未刪除定位銷之彈簧 針座基座，其最大變形量為0.0282 mm，刪除定位銷後之彈簧針座基 座，其最大變形量為0.0075 mm，故可得知刪除定位銷後之變形量降 低，故可提高元件之強度。