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博碩士論文 etd-0828102-102627 詳細資訊
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論文名稱
Title
CPU散熱片擠製之模具設計及有限元素分析
Finite element analysis and die design in extrusion processes of heat sinks for CPU
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
82
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2002-07-10
繳交日期
Date of Submission
2002-08-28
關鍵字
Keywords
散熱片擠製、有限元素分析
extrusion, finite element method
統計
Statistics
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中文摘要
CPU散熱片型材於擠製製造法當中,主要是靠導流板及主模軸承長度之設計,以直接擠製法做兩次的塑性變形,使得胚料於流動時得到較佳的的控制。而本論文主要是使用有限元素分析之套裝軟體DEFORM 3D,針對CPU散熱片的形式來模擬恆溫熱擠時胚料於模具內之塑性變形行為。固定於相同之加工條件下,改變模具形狀之幾何作為變數,來討論胚料所受的應變及速度分佈和擠製後產品成形性與擠製負荷之間的關係,以期望求得CPU散熱片在擠製時,模具設計方面的依據,做為現場模具設計時的參考。
擠製實驗部份中是以一般黏土作多層顏色區分作為初始胚料,並藉由透明壓克力材料所製作出的模具,以利觀察加入導流板及無導流板設計擠製時胚料的流動特性。並討論盛錠筒內金屬死區的分佈情形。

Abstract
This paper uses a finite element code〝DEFORM 3D〞to simulate the plastic deformation behavior in extrusion processes of heat sink for CPU. The relationships between the loading, strain, velocity distribution, and formability of the extruded product as well as the extrusion conditions are discussed.
Furthermore, this research will propose a criterion for the die design of heat sink and to prove the validity of this proposed criterion by the experiments.

目次 Table of Contents
謝誌………………………………………………………………………………Ⅰ
摘要………………………………………………………………………………Ⅱ
目錄………………………………………………………………………………Ⅲ
圖表目錄…………………………………………………………………………Ⅵ
符號表……………………………………………………………………………Ⅸ
第一章 緒論
1-1 前言 ……………………………………………………………………1
1-2 模具設計原則 …………………………………………………………5
1-3 文獻回顧 ………………………………………………………………6
1-4 研究方法 ………………………………………………………………8
1-5 本論文之研究目的 ……………………………………………………9
1-6 本文章節架構介紹 ……………………………………………………9
第二章 擠型模具之設計
2-1 導流板的設計…………………………………………………………11
2-1-1 擠製散熱片型材之塑性流動特性………………………………13
2-1-2 導流板形狀之決定………………………………………………14
2-1-3 導流板高度之決定………………………………………………15
2-2 軸承部的設計…………………………………………………………15
第三章 模擬參數之設定
3-1 DEFORM 3D 簡介………………………………………………………17
3-1-1 前處理……………………………………………………………19
3-1-2 模擬引擎…………………………………………………………20
3-1-3 後處理……………………………………………………………20
3-1-4 實用模組…………………………………………………………20
3-2 主要參數之設定………………………………………………………21
3-3 不同模擬情形之設定…………………………………………………22
第四章 模擬結果與討論
4-1 主模中心幾何位置之影響……………………………………………26
4-1-1 成形後外觀之比較………………………………………………27
4-1-2 擠製負荷之比較…………………………………………………29
4-1-3 流速之比較………………………………………………………31
4-1-4 應變之比較………………………………………………………34
4-2 導流板高度的影響……………………………………………………35
4-2-1 流速之比較………………………………………………………35
4-3 改變導流板底部高度之影響…………………………………………36
4-3-1 成形後外觀之比較………………………………………………37
4-3-2 擠製負荷之比較…………………………………………………38
4-3-3 流速之比較………………………………………………………40
4-4-5 應變之比較………………………………………………………42
4-4 非均一軸承部之影響…………………………………………………43
4-4-1 成形後外觀之比較………………………………………………43
4-4-2 擠製負荷之比較…………………………………………………44
4-4-3 流速之比較………………………………………………………45
4-4-5 應變之比較………………………………………………………47
4-5 各例之比較……………………………………………………………48
第五章 黏土實驗
5-1 模具之設計……………………………………………………………50
5-2 模具之製作……………………………………………………………51
5-3 黏土之擠製實驗………………………………………………………54
5-3-1 實驗目的…………………………………………………………54
5-3-2 實驗器材與實驗步驟……………………………………………54
5-3-3 實驗結果與討論…………………………………………………55
5-4 黏土之剪應力實驗……………………………………………………60
5-4-1 實驗原理…………………………………………………………60
5-4-2 模具設計…………………………………………………………61
5-4-3 實驗方法與步驟…………………………………………………62
5-5 黏土之摩擦因子求得 …………………………………………………65
5-5-1 實驗原理…………………………………………………………65
5-5-2實驗方法與步驟 …………………………………………………65
5-6 黏土擠製之模擬 ………………………………………………………66
第六章 結論
6-1 研究成果概要………………………………………………………………68
6-2 未來研究之建議……………………………………………………………69
參考文獻…………………………………………………………………………71

參考文獻 References
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