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平整、堅硬、牢靠之混擬土面或鋼板,必要時可另外規範加描述。落下方 法應使落下瞬間之動搖減至最小,由吊高度自然落下。落下高度則依受測 物件未包裝之不同重量而異,於落下前吊高時,其離試驗面最近部份之高 度。其跌落高度與包裝重量的關係標準規範可遵循下列幾種國際規格。

 ASTM D 4169 D 5276﹝表 3.1﹞

 IEC 68-2-32﹝表 3.2﹞

 CNS 10033 Z6061﹝表 3.3﹞

 MIL-STD-810F﹝表 3.4﹞

表 3.1 ASTM D4169 D5276 跌落高度與包裝重量的關係

表 3.2 IEC 68-2-32 跌落高度與包裝重量的關係

表 3.3 CNS 10033 Z6061 跌落高度與包裝重量的關係

表 3.4 MIL-STD-810E 跌落高度與包裝重量的關係

測試步驟:

(1) 執行測試前先對受測物件做電器規格及外觀檢視,無異狀方可 進行驗證。

(2) 將物件懸吊至預設高度。(高度為受則物件與跌落地面之最近 點的距離)

(3) 將受測物件自由落下。

(4) 每一規定姿態各執行兩次跌落。(除非受測物件另有規範)

(5) 測試後需依相關規範重新檢視受測物件之電器規格及外觀檢 證。

測試條件:

跌落面應該為平整、堅硬、剛性之水泥或鐵板,若有需要可在相關規 範詳加描述。自由落下高度、跌落次數與落下測試邊界條件[圖 3.1]之決定 依相關規範規定。重覆性自然跌落,模擬試件可能常常跌落至硬物表面的 情況。

圖 3.1 落下測試邊界條件

3-2 LS-DYNA 有限元素模擬軟體

有線元素分析是一種數值方法,用來分析產品零件或組裝系統,以確 保整個產品開發週期,性能的一致,其最主要的精神乃在於將具無限自由 度的問題﹝不易解出答案﹞,化成﹝離散化﹞有限自由度,進而以數值方

可瞭解結構反應﹝變形、應力、溫度等﹞,計算結果可以圖形表示出來,

 透過離散化﹝discretization﹞的程序,問題可化簡為有限

﹝finite﹞個數的原元素網格﹝mesh﹞,而其未知變數由離散的節 點﹝nodes﹞代表。

 透過數學或物理的求解程序,問題之統御方程可簡化成以節點變化 量為未知數的矩陣方程。

 解出結點未知數後,可由內插法﹝interpolation﹞求出任何位置 之未知變量,未知變量之導數則由數值微分法求出。

本次模擬軟體採用 LS-DYNA 有限元素法結構模擬分析軟體[圖 3.2],

LS-DYNA 是在 1976 年由美國國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)J.O.Hallquist 博士開發,當時主要用於求解 3D 非彈性結構 在高速碰撞、爆炸衝擊下的大變形模擬。LS-DYNA 的根源程式曾在北約的 局域網 Pubic Domain 公開發行,因此在廣泛傳播到世界各地的研究機構 和大學。從理論和演算法而言,LS-DYNA 是目前所有的顯式求解程式的鼻祖 和理論基礎。1988 年,J.O.Hallquist 創立 Livermore Software Technology Corporation,並將 LS-DYNA 商業化,經過 20 年的努力,目前已被全球各 大車廠,電子廠,廣汎的採用,並且已成為 Explicit 演算法的業界標準。

圖 3.2 LS-NYNA 有線元素模擬軟體

圖 3.3 LS-DYNA 操作流程

3-3 實驗設備

本章針對研究中所採用的相關實驗設備(如壓應力測試設備、銑床設 備、三軸向 SENSOR、DROP 落下設備、SHOCK 衝擊設備、高速攝影機…等),

作一詳細說明。

3-3-1 簡易型萬能材料試驗設備

萬能材料試驗機[圖 3.4]可以測定材料對淨荷重或緩慢施力之抗拉能 力,以求取降伏強度、抗拉強度、斷裂強度、伸長率、斷面縮率及彈性係 數等性質,以作為工程設計或研究發展的基本數據。可做成品、半成品試 片之拉伸、壓縮、彎曲、抗折、撕裂、剪力、黏著力...等測試。

設備規格:

專機精密 JTM-S210 電源:220V

圖 3.4 簡易型萬能材料試驗設備

3-3-2 銑床設備

銑床[圖 3.5]係使具有若干刀刃的銑刀的銑刀迴轉,並同時移動工作物 進給而切削的工作母機,對於少數或大量生產,銑床都能作經濟的加工。

銑削的優點在其圓形銑刀,其成本經濟、金屬切削率高,能在甚短的時間 內,其甚多刀刃進行切削。由於銑刀外形及機械應用方法不同,銑床可做 種種不同的銑削工作。

設備規格:

Working surface:230x1050 mm Travel:650/300/425 mm

Spindle speed:(6step)250~3150 r.p.m.

圖 3.5 銑床設備

3-3-3 三軸向 SENSOR

三軸向 SENSOR 加速規[圖 3.6]是專門用來量測加速度的感測器。當加 速規感測到有加速度產生時,就會送出相對應的訊號,可能是類比訊號,

也可能是數位訊號。當使用者收到訊號資料,便能知道加速規目前處於什 麼樣的加速度狀態下。

設備規格:

Triaxial, low-profile, ceramic shear ICP accel.,10 mV/g, 1 to 9k Hz, titanium hsg, mini 4-pin conn.

Sensitivity:(±15%) 10 mV/g (1.02 mV/(m/s²))

:±500 g pk (±4905 m/s² pk)

Broadband Resolution:(1 to 10000 Hz) 0.004 g rms (0.04 m/s² rms)

:(±5%) 1 to 9000 Hz

:8-36 4-Pin

Weight:(without cable) 0.11 oz (3.1 gm)

圖 3.6 三軸向 Sensor

Lannsmont PDT-56ED

Max. Package Weight:79kg

Flatness of Drop:Meets ASTM D-775 Drop Height Range:27.9~182.9cm

Frequency:50~60Hz

圖 3.7 落下設備

3-3-5 SHOCK 衝擊設備[圖 3.8]

衝擊試驗屬於破壞性實驗的一種,有助於瞭解產品的結構強度及外觀 抗衝擊、抗摔、防止跌落等結構材料之特性,例如自由落體落下的突波環 境或是外力突然的撞擊,另實施產品破壞性試驗,更能有效預估產品的極 限強度及生產線的一致性,當瞭解試件遭受衝擊時期機械結構脆弱點及特 性後,修正支撐結構及分析材料特性並藉由實驗數據分析產品承受衝擊環 境之強度,有效預防產品損壞發生。

設備規格:

Yoshida Seiki MDST-500 試驗台面積:500x500mm 試驗品最大重量:75kg 衝擊波形:正弦半波

衝擊加速度範圍:10~300G 衝擊作用時間範圍:3~30ms

圖 3.8 SHOCK 設備

3-3-6 高速攝影機

高速攝影機[圖 3.9]代表每秒可以拍攝數張照片的攝影機,基本上每秒 都要超過幾十張才稱得上高速攝影機,在一些高速測試或撞擊測試中,可 進行觀測與拍得瞬間的變化狀況。

設備規格:

Sensor:12-bit ADC (Bayer system color, single sensor) with 20 m pixel

Shutter:Global electronic shutter from 16.7ms to 1 s independent of frame rate

Dimensions:160mm (6.30")H×153mm (6.02")W×242.5mm (9.55")D

*excluding protrusions Weight:5.9 kg (13 lbs)

Power Requirements:100V-240V AC ~ 1.5A, 50-60Hz, DC operation 20-36 V DC, 100VA

圖 3.9 高速攝影機

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