第四章 液壓成型模擬與實驗
4.2 有限元素模型
4.2.5 接觸設定
板件與模具間不同摩擦係數設定之模擬結果比較如表4.2 所
圖 4.17 模具與板件間摩擦係數 0.15 之流道深度分布模擬結果
圖4.18 模具與板件間摩擦係數 0.1 之流道深度分布模擬結果
圖 4.19 模具與板件間摩擦係數 0.05 之流道深度分布模擬結果
在選定板件與模具間之摩擦係數後,接著討論壓料板與板件間
表4.3 壓料板與板件間摩擦係數設定之模擬結果比較 壓料板與板件
間之摩擦係數
最大應力值 (MPa)
平均流道深度 (mm)
板件厚度 (mm)
0.1 341.5 0.1008 0.1350
0 341.5 0.1008 0.1350
圖4.20 壓料板與板件間摩擦係數 0.1 之流道深度分布模擬結果
圖4.21 壓料板與板件間無摩擦係數之流道深度分布模擬結果
4.3 有限元素模擬結果與實驗驗證
針對成形出平板式輻射狀熱管所需之最佳的輻射狀微流道,使用 高液壓機台壓力分別以100MPa、130MPa 和 150MPa 來進行成形,一 共進行三次實驗,得到結果後接續以雷射位移感測器對已成形銅板之 表面進行量測,以求得實驗成形板件流道之輪廓與深度。其成形後之 試片如圖 4.22 所示,量測結果如圖 4.23、圖 4.24 及圖 4.25,壓力分 別為100MPa、130MPa 和 150MPa。可以由量測結果看出液壓成形出 來之輻射狀微流道深度並沒有均勻性,甚至有相隔之流道一深一淺現 象出現。但由有限元素模擬100MPa、130MPa 和 150MPa 的液壓力成 形結果可看出各微流道間的流道深度差異不大,顯示出液壓成形應具
新的模具並要求寬度精度在 0.01mm 之內,以求成形出較佳之微流 道。
圖 4.22 不同液壓力成形出之輻射狀微流道
圖4.23 液壓力 100MPa 成形實驗之流道深度分布結果
圖4.24 液壓力 130MPa 成形實驗之流道深度分布結果
圖4.25 液壓力 150MPa 成形實驗之流道深度分布結果
圖4.26 液壓力 100MPa 模擬之流道深度分布結果
圖4.27 液壓力 130MPa 模擬之流道深度分布結果
圖4.28 液壓力 150MPa 模擬之流道深度分布結果
表4.4 模具前 11 條流道寬度量測結果
流道編號 A B C D E F
流道寬度 (mm)
0.563 0.532 0.555 0.524 0.560 0.547
流道編號 G H I J K
流道寬度 (mm)
0.583 0.551 0.555 0.538 0.582
圖4.29 液壓力 100MPa 按實際流道寬度之流道深度分布模擬結果
度,重新建立一完整包含所有流道之有限元素模型。因為由前面的 液壓實驗結果發現,液壓力100MPa、130MPa 和 150MPa 成形實驗 流道深度分布結果並未達到預期效果,因此之後的液壓實驗只以 100MPa 之液壓力驗證模擬與實驗結果是否一致,接著便以 170MPa
之液壓力成形輻射狀微流道,其有限元素模擬結果如圖4.30、圖 4.31 所示,圖中 100-15mm、100-20mm 及 100-25mm 分別代表液壓 力100MPa 時距模具中心 15mm,20mm 及 25mm 之流道深度,液壓
圖 4.30 液壓力 100MPa 之新模具流道深度分布模擬結果
圖4.31 液壓力 170MPa 流道深度分布模擬結果比較(新模具)
圖4.32 不同液壓力成形出之輻射狀微流道(新模具)
圖4.33 液壓力 100MPa 流道深度分布實驗結果比較(新模具)
圖4.34 液壓力 170MPa 流道深度分布實驗結果(新模具)
圖4.35 液壓力 100MPa 流道深度實驗結果與模擬結果比較(新模具)
圖 4.36 液壓力 170MPa 流道深度實驗結果與模擬結果比較(新模具)