本文關(guān)鍵詞：碳纖維復合材料在筆記本電腦后蓋中的應用研究

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【摘要】：計算機技術(shù)的進步不僅體現(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。雖然對于筆記本電腦來說減重的重點在于發(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)高強度材料并加以合理設計,對減輕筆記本電腦重量和提高可靠性具有重要意義。因此本文主要針對筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的靜力學特性和動力學特性進行了分析研究,并對筆記本電腦頂蓋進行了優(yōu)化設計。圍繞筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)力學性能研究與優(yōu)化設計主題,本文開展了以下幾個方面的研究：1.開展了筆記本電腦后蓋有限元建模研究與靜力學仿真分析。在分析了筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的基礎上簡化了后蓋結(jié)構(gòu)的CAD模型,并按照筆記本電腦整機的靜力測試工況在HyperMesh中建立了靜力學分析有限元模型：對后蓋整體結(jié)構(gòu)進行靜力學分析并設計了實驗,進行了驗證；根據(jù)仿真與實驗結(jié)果分析了后蓋結(jié)構(gòu)存在的問題,為后續(xù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計提供指導。2.從力學分析角度研究了在筆記本電腦頂蓋上使用碳纖維復合材料代替ABS材料的可能性。將CAE技術(shù)應用于產(chǎn)品設計過程中,運用自由尺寸優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和鋪層次序優(yōu)化聯(lián)合的分級優(yōu)化方法,建立了復合材料頂蓋優(yōu)化模型,對碳纖維復合材料頂蓋進行了優(yōu)化設計。3.開展了關(guān)于碳纖維布加固技術(shù)在筆記本電腦頂蓋中的應用研究。研究了碳纖維布的特點,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)加固方案并進行了對比分析；對比了薄鋼片加固與碳纖維布加固的優(yōu)缺點,通過實驗驗證了上述加固方案并與仿真結(jié)果進行了對比分析。4.研究了上述不同設計方案筆記本電腦的動力學特性。通過計算機仿真與實驗相結(jié)合的方式分析了不同設計方案的筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)的模態(tài),對比了它們的振型與固有頻率；通過計算機仿真的方法研究了在128g、2ms的半正弦加速度激勵的作用下不同設計方案的筆記本電腦后蓋結(jié)構(gòu)各部分響應情況；分析對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 靜力學分析 碳纖維 分級優(yōu)化 動力學分析
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ342.742;TB332;TP368.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號及英文專有名詞說明10-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 輕質(zhì)高強度材料在筆記本電腦中的應用現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 碳纖維復合材料研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 CAE技術(shù)在產(chǎn)品設計中應用現(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 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 筆記本電腦后蓋靜力學特性分析及實驗驗證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 連接與接觸設置22
• 2.3.4 材料參數(shù)22
• 2.4 后蓋結(jié)構(gòu)靜力學分析及實驗驗證22-28
• 2.4.1 靜壓測試工況22-23
• 2.4.2 邊界條件設置23-24
• 2.4.3 有限元仿真結(jié)果24-25
• 2.4.4 實驗驗證25-27
• 2.4.5 仿真及實驗結(jié)果比對分析27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 碳纖維復合材料筆記本電腦頂蓋分級優(yōu)化設計30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 碳纖維材料特點30-31
• 3.3 碳纖維復合材料的選用31-33
• 3.3.1 增強材料的選用31-32
• 3.3.2 基體材料的選用32-33
• 3.4 優(yōu)化設計評價標準33-34
• 3.5 復合材料層合板理論與設計基礎34-36
• 3.5.1 復合材料經(jīng)典層合板理論34-35
• 3.5.2 復合材料層合板設計基礎35-36
• 3.6 復合材料有限元模型建模研究36-39
• 3.6.1 復合材料建模技術(shù)36-37
• 3.6.2 復合材料有限元模型建立37-38
• 3.6.3 靜力學仿真結(jié)果38-39
• 3.7 分級優(yōu)化設計39-46
• 3.7.1 復合材料分級優(yōu)化技術(shù)39-40
• 3.7.2 概念設計：自由尺寸優(yōu)化40-42
• 3.7.3 系統(tǒng)設計：鋪層厚度優(yōu)化42-43
• 3.7.4 細節(jié)設計：鋪層次序優(yōu)化43-44
• 3.7.5 優(yōu)化結(jié)果評價及驗證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比52-57
• 4.4.1 不同加固方案設計52-53
• 4.4.2 有限元仿真53-55
• 4.4.3 實驗驗證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 實驗驗證58
• 4.6 本章小結(jié)58-60
• 第五章 筆記本電腦后蓋動力學特性分析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)實驗61-63
• 5.3 沖擊瞬態(tài)響應分析63-66
• 5.3.1 瞬態(tài)響應分析基本理論63-64
• 5.3.2 沖擊測試及有限元模型建立64-66
• 5.4 ABS材料頂蓋筆記本電腦動態(tài)特性分析66-71
• 5.4.1 模態(tài)分析及實驗驗證66-68
• 5.4.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應分析68-69
• 5.4.3 頂蓋變形量沖擊響應分析69
• 5.4.4 LCD與支架應力沖擊響應分析69-71
• 5.5 碳纖維復合材料頂蓋筆記本電腦動態(tài)特性分析71-74
• 5.5.1 模態(tài)分析71
• 5.5.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應分析71-72
• 5.5.3 頂蓋變形量沖擊響應分析72-73
• 5.5.4 LCD與支架應力沖擊響應分析73-74
• 5.6 碳纖維布加固ABS材料頂蓋筆記本電腦動態(tài)特性分析74-78
• 5.6.1 模態(tài)分析74-75
• 5.6.2 頂蓋與LCD加速度沖擊響應分析75-76
• 5.6.3 頂蓋變形量沖擊響應分析76
• 5.6.4 LCD與支架應力沖擊響應分析76-78
• 5.7 不同材質(zhì)頂蓋對筆記本電腦動態(tài)特性影響對比78-79
• 5.7.1 模態(tài)對比分析78
• 5.7.2 沖擊響應對比分析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84-86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 JING Shikai;ZHANG He;ZHOU Jingtao;SONG Guohua;;Optimum Weight Design of Functionally Graded Material Gears[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2015年06期

2 熊海貝;劉應揚;姚亞;李冰陽;;碳纖維布加固梁柱式膠合木結(jié)構(gòu)抗側(cè)性能試驗[J];同濟大學學報(自然科學版);2015年10期

3 倪禮忠;;我國基體材料的發(fā)展歷程[J];玻璃鋼/復合材料;2014年09期

4 張元;李建利;張新元;徐敏;;碳纖維織物的特點及應用[J];棉紡織技術(shù);2014年05期

5 An Weigang;Chen Dianyu;Jin Peng;;A single-level composite structure optimization method based on a blending tapered model[J];Chinese Journal of Aeronautics;2013年04期

6 喬志軍;;碳/碳復合材料力學性能的研究進展[J];天津化工;2011年03期

7 邊彬輝;尹高喜;張賽軍;練緒波;汪智勇;;碳纖維復合材料在筆記本電腦外殼上的應用[J];模具工業(yè);2011年01期

8 唐見茂;;碳纖維樹脂基復合材料發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J];航天器環(huán)境工程;2010年03期

9 王顯會;石磊;;某特種車架在沖擊載荷下的瞬態(tài)響應分析及疲勞壽命評估研究[J];汽車工程;2009年08期

10 汪家銘;;碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與市場前景[J];化工文摘;2009年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王照靜;聚氨酯及其碳纖維復合材料形狀記憶行為有限元模擬及靈敏度分析[D];山東大學;2015年

2 馬恒杰;某大屏手機的設計及其有限元分析[D];蘇州大學;2014年

3 張彬;筆記本電腦跌落測試仿真分析與研究[D];蘇州大學;2014年

4 任杰;5A06鋁合金底座擠壓成形工藝研究[D];中北大學;2013年

5 姜震宇;CFRP加固H型鋼梁的精細有限元分析[D];上海交通大學;2013年

6 嚴君;基于OptiStruct碳纖維復合材料薄壁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究[D];中北大學;2012年

7 柴紅普;復合材料層壓板典型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究[D];上海交通大學;2011年

8 周鐘宏;碳纖維布加固木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能研究[D];南京工業(yè)大學;2005年

9 郭永昌;碳纖維布加固鋼筋混凝土梁有限元分析及試驗研究[D];廣東工業(yè)大學;2003年

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本文編號：940262