《335_卢宗彦》.pdf

Altair 20 10 台灣地區HyperWorks 技術大會論文集 LED 燈具背板之形貌最佳化 盧宗彥 鍾錦原 黃家斌 揚明光學 - 1 - Altair 20 10 台灣地區HyperWorks 技術大會論文集 LED 燈具背板之形貌最佳化 Topography Optimization Of Back plate In LED Ceiling Lamp 盧宗彥 鍾錦原 黃家斌 (揚明光學 熱傳振噪部) 摘 要： 由於燈具內各元件熱膨脹係數不同與不平衡的外部負載，易使結構產生扭曲之現象。 本文利用 HyperWorks/Optistruct/Topography 結構形貌優化來強化燈具背板，使其改善熱 應力所產生的扭曲現象。本文主要先利用熱傳分析軟體模擬燈具的溫度分布情形 。再利用 HyperWorks/Radioss 求解熱膨脹之變形量 。參考所得熱變形量進行優化拘束，使用 Optistruct/Topography 功能進行加強筋之概念優化。 最後利用概念優化的結果進行幾種 機構圖設計，再次利用Radioss 分析結構強度。 關鍵字： 熱膨脹係數 扭曲 形貌優化 熱應力 Abstract ： Because of back plate of LED Ceiling lamp is subjected to CTE mismatch and mounting. Therefore it can cause twist problem. The purpose of this project is to design the rib structures using Optistruct for strength to avoid twist issue, and adopted with CAD software to create the new models based on analysis results. Key words ： CTE ，twist ，structure ，strength ，topography - 2 - Altair 20 10 台灣地區HyperWorks 技術大會論文集 1 概述 形貌優化可以在設計空間中尋找最佳的加強筋分布 ，是一種形狀最佳化的概念設計方 法。常用於薄殼件進行壓痕設計來達到強化結構的要求。可以在不增加重量的條件下來提 升結構的強度之要求。 本文是以燈具背板的加強件為例，在考慮厚度減輕重量的同時，又能提高強度，達到 在承受熱變形時不會產生局部翹屈的現象。主要是透過 HyperWorks/Optistruct 獲得優化 的最佳解，以避免在設計時的機械尺寸過大導致燈具重量過重 。 由於電子產品君朝向輕薄短小的設計方向，因此如何在有限的空間增加結構強度 的設計提出了更高的要求。照明系統由於必須有足夠的亮度，還必須有足夠的強度，保證 在各種熱源所產生膨脹量的情況下還能保持小的變形量，使其不會產生翹曲問題。在滿足 以上要求的情況下，盡量減輕質量，以減輕整燈具重量和降低材料消耗。為此，需選用適 當的算法，對燈具背板進行有限元分析，從而為燈具熱膨脹的設計和製造提供理論依據。 道統背板的設計方法是倚賴已有的產品，經過類比分析後進行局部地改動，只能近似地滿 足功能要求，因此無法滿足各種邊界條件的改變，便無法得到所需的強度設計。同時，隨 著各式燈具的發展，新產品更新換代的加快，設計週期也將大幅度的縮短。因此，利用優 化分析可增加設計的合理性和快速性。 2 模型的建立 Front back LED Light bar