亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于Workbench 的汽車屏幕制造夾具設(shè)計(jì)分析

        2021-11-26 06:31:04李強(qiáng)李浙昆
        農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程 2021年11期
        關(guān)鍵詞:增力基板夾具

        李強(qiáng),李浙昆

        (650500 云南省 昆明市 昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院)

        0 引言

        有機(jī)發(fā)光二極(OranicLight-Emitting Diode)是指有機(jī)半導(dǎo)體材料和發(fā)光材料在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下,通過載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。由于其輕薄、功耗低、柔韌性好、效率高的特點(diǎn)被廣泛用于顯示器的制作與生產(chǎn),OLED 屏幕主要用于汽車屏幕等電子產(chǎn)品中。

        隨著車載液晶顯示屏普及率越來越高,其需求量也越大,有效減少大玻璃基板的變形是提高良品率、檢測(cè)合格率的重要方法。由于基板的厚度一般在1 mm 以下,越薄的玻璃基板也將帶來越大的變形。玻璃基板的變形過大,不僅會(huì)造成基板的永久性變形、崩邊、碎裂,還會(huì)增加減薄、封裝、檢測(cè)等工序難度。文獻(xiàn)[1-3]對(duì)于汽車儀表玻璃基板的夾具設(shè)計(jì)分析研究中,分析對(duì)比得到,大尺寸玻璃基板夾具具有夾持基板并實(shí)現(xiàn)小角度轉(zhuǎn)動(dòng)功能,目的是改善玻璃基板的邊界條件,從而實(shí)現(xiàn)減小玻璃基板的變形;文獻(xiàn)[4]在氣浮平臺(tái)系統(tǒng)中利用Workbench 分析改善毛細(xì)管排布間距、供氣氣壓減小玻璃基板最大繞度;文獻(xiàn)[5-7]利用有限元分析軟件和統(tǒng)計(jì)平方公差法對(duì)玻璃基板的形變的預(yù)測(cè),得出多點(diǎn)并結(jié)合一點(diǎn)的測(cè)量形變值能預(yù)測(cè)基板的形變;文獻(xiàn)[3,8-9]對(duì)PDP 放電單元玻璃基板形變研究中,實(shí)驗(yàn)得出,玻璃基板的變形與機(jī)械常數(shù)泊松比與楊氏模量相關(guān);文獻(xiàn)[10-11]在增力自鎖型夾具設(shè)計(jì)與力學(xué)計(jì)算的研究中,對(duì)于氣壓增力自鎖機(jī)構(gòu)計(jì)算分析,得出增力機(jī)構(gòu)可減小機(jī)構(gòu)的沖擊力。

        以0.5 mm 常見尺寸的OLED 玻璃基板為研究對(duì)象,研究玻璃基板的受力與應(yīng)變分析,并使用氣動(dòng)增力夾具,減小其變形。通過仿真來驗(yàn)證改變受力大小對(duì)玻璃基板變形的影響,為進(jìn)一步減小玻璃基板變形,提高檢測(cè)等工序的合格率提供理論基礎(chǔ)。

        1 玻璃基板變形分析

        隨著OLED 屏幕技術(shù)逐漸成熟,OLED 屏幕的尺寸也隨之越來越大,基板變形量形成原因主要是由于自重下垂,自重越重,基板變形量也越大,基板變形量越大,受重力影響所造成的繞度越大。

        1.1 基板變形理論分析

        玻璃基板的變形可以被認(rèn)為是彈性變形,而自然放置情況下的玻璃基板可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁。圖1 為玻璃基板自然放置時(shí)的示意圖,根據(jù)劉鴻文主編的材料力學(xué)[13]可以得到簡(jiǎn)支梁的彎曲變形圖2。

        圖1 玻璃基板自然放置時(shí)示意圖Fig.1 Schematic diagram of glass substrate when placed naturally

        圖2 簡(jiǎn)支梁彎曲變形圖Fig.2 Bending deformation diagram of simply supported beam

        1.2 玻璃基板繞度極值計(jì)算

        撓曲的近似微分方程如式(1)所示,對(duì)其積分三次得式(2)

        式中:M——彎矩;E——彈性模量;I——截面慣性矩;w——最大變形;q——均勻分布的力;l——長(zhǎng)度。

        鉸鏈上撓度為0,故x=0 時(shí),w=0。因?yàn)榱豪碚撋现行膶?duì)稱,故時(shí)w'=0,代入式(1)與式(2),得,D=0。

        撓曲線方程為式(3),撓度極值為式(4),截面慣性矩的計(jì)算公式為式(5)。

        式中:E——彈性模量;I——截面慣性矩;q——均勻分布的力;l——長(zhǎng)度;w——最大變形;b ——寬度;h——高度。

        玻璃基板所受到自重為

        式中:E——彈性模量;q——均布力;L——長(zhǎng)度;I——截面慣性矩;b——寬度;h——高度;p——密度。

        2 氣動(dòng)增力夾具設(shè)計(jì)

        在對(duì)自然放置的玻璃基板研究中可以得出,隨著玻璃基板尺寸的變大,采用自然放置玻璃基板會(huì)在自重的影響下?lián)p壞。故需要夾具對(duì)玻璃基板夾持減小其形變的程度。

        2.1 傳統(tǒng)氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)與計(jì)算

        在實(shí)際生產(chǎn)過程中,會(huì)采用氣動(dòng)夾具減小玻璃基板形變的程度,其結(jié)構(gòu)如圖3 所示,這種傳統(tǒng)夾具產(chǎn)生的夾緊力(不考慮摩擦阻力)為

        在考慮摩擦阻力時(shí),夾緊力可用式(8)計(jì)算,μ為氣缸的傳遞效率,通常取0.7~0.9。

        式中:F——?dú)飧桩a(chǎn)生的夾緊力;P——?dú)飧姿x擇的氣壓;R——?dú)飧谆钊陌霃健氖街锌梢缘弥?,為了得到越大夾緊力,只有提升氣壓或者活塞半徑。隨著玻璃基板的尺寸越來越大,在傳統(tǒng)夾具中提升夾緊力減小形變尺寸,只有通過增加氣缸體積或者氣體的壓力實(shí)現(xiàn)。圖3 為傳統(tǒng)夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

        圖3 傳統(tǒng)夾具結(jié)構(gòu)示意圖(單側(cè))Fig.3 Schematic diagram of traditional fixture structure (one side)

        2.2 氣動(dòng)增力夾具結(jié)構(gòu)介紹

        針對(duì)玻璃基板自然放置時(shí)變形過大的問題,同時(shí)為了解決傳統(tǒng)夾具增加夾緊力,只能采取增加缸體體積和氣壓的弊端,本文設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)增力夾具。夾具為對(duì)稱的機(jī)構(gòu),為方便介紹,只介紹其中一側(cè)。新型氣動(dòng)增力夾具所采用的方案如圖4 所示。

        圖4 氣動(dòng)增力機(jī)構(gòu)(單側(cè))Fig.4 Pneumatic booster mechanism (one side)

        本設(shè)計(jì)最重要的部件采用杠桿原理,在無額外增加氣缸的直徑與氣路中的氣壓前提下,提升夾緊力。增加夾緊力的目的是改變玻璃基板的邊界條件和受力情況,實(shí)現(xiàn)大幅度減小夾持大尺寸玻璃基板時(shí)的變形。本夾具適合在玻璃基板加工、檢測(cè)等工藝時(shí)使用。圖5 為氣動(dòng)增力夾具的工作示意圖。

        圖5 氣動(dòng)增力夾具的工作示意圖Fig.5 Schematic diagram of pneumatic booster clamp

        2.3 氣動(dòng)增力夾具夾緊力計(jì)算

        本文所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)增壓夾具的杠桿部分如圖6 所示,主要參數(shù)包括短桿L1,長(zhǎng)桿L2,以及二桿之間的夾角γ。其活塞部分如圖7 所示,主要參數(shù)包括氣壓P,活塞直徑D。

        圖6 杠桿部分Fig.6 Lever part

        圖7 活塞部分Fig.7 Piston part

        在不考慮摩擦力時(shí),理論夾具輸出力F 可用式(9)計(jì)算

        如果考慮到摩擦力的影響,夾具夾緊力F 可用式(10)計(jì)算,其中μ1為氣缸傳動(dòng)效率,一般取0.7~0.9;μ2為杠桿傳動(dòng)效率,取0.97。

        式中:F——夾緊力;p——?dú)鈮?;D——液壓缸活塞的直徑;L1,L2——杠桿兩端桿長(zhǎng)度;γ——L1桿和L2桿的夾角。

        3 基板在夾具上的變形分析

        本文所研究對(duì)象為5 種常見尺寸的玻璃基板,其尺寸為表1,其厚度均為0.5 mm,玻璃基板的基本物理屬性如表2 所示。

        表1 玻璃基板常見尺寸Tab.1 Common dimensions of glass substrate

        表2 玻璃基板物理屬性Tab.2 Physical properties of glass substrate

        3.1 基板的有限元分析

        根據(jù)理論推導(dǎo)可知,尺寸編號(hào)為3 的玻璃基板在自重的影響下最大形變?yōu)?09.691 3 mm,同理可以推導(dǎo)出其他幾種常見尺寸玻璃基板的最大形變,如表3 所示。通過表3 可以看到隨著尺寸的增大,最大變形也隨之越大。

        表3 常見玻璃基板的理論變形尺寸Tab.3 Theoretical deformation dimensions of common glass substrates

        本文利用ANSYS Workbench 對(duì)玻璃基板的形變進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。圖8 為網(wǎng)格劃分,圖9 為玻璃基板自然放置時(shí)的形變結(jié)果示意圖。從圖9 中可以看出,編號(hào)為3 的玻璃基板最大形變?cè)谥虚g位置,變形量為112.93 mm。ANSYS Workbench 軟件仿真結(jié)果與理論推導(dǎo)變形量相差2.87%,可以得出仿真結(jié)果具有可信度。

        圖8 網(wǎng)格劃分后的單元Fig.8 Grid-divided cells

        圖9 玻璃基板的變形仿真Fig.9 Deformation simulation of glass substrate

        分析玻璃基板變形仿真圖,可以發(fā)現(xiàn)玻璃基板變形尺寸是對(duì)稱分布,隨著靠近兩端支撐,其變形量隨之減小;隨著靠近兩端支撐其變形量的變化速度越快。

        對(duì)于其他幾種常見玻璃基板的理論與軟件仿真數(shù)值對(duì)比如表4 所示。理論與仿真存在一定的差異,隨著玻璃基板的尺寸變大,相差值也隨之變大。通過表4 可以得知理論與仿真相差最大為4.12%,但在可接受范圍之內(nèi),所以仿真結(jié)果可以接受。不過隨著玻璃基板的尺寸加大,在實(shí)際情況下,自然放置的玻璃基板已經(jīng)損壞,仿真與理論推導(dǎo)結(jié)果不具可信性,只作對(duì)比使用。

        表4 有限元軟件分析與理論推導(dǎo)對(duì)比Tab.4 Comparison between finite element software analysis and theoretical derivation

        3.2 使用傳統(tǒng)氣動(dòng)夾具時(shí)的形變

        利用ANSYS 有限元軟件進(jìn)行仿真,其中氣壓取0.1 MPa,氣缸采用型號(hào)為SU32*100-S-H其直徑為32 mm,氣缸的傳遞效率取0.9。

        根據(jù)式(8)計(jì)算可得單側(cè)夾緊力為70.899 N。軟件中玻璃基板建模尺寸為長(zhǎng)度880 mm,寬度680 mm,厚度0.5 mm,仿真結(jié)果如圖10 所示。

        圖10 傳統(tǒng)夾具玻璃基板仿真Fig.10 Simulation of traditional fixture glass substrate

        通過軟件仿真可知,最大變形在玻璃基板中央處,最大形變?yōu)?7.394 mm。其他幾種常見玻璃基板變形情況見表5。

        表5 傳統(tǒng)夾具玻璃基板變形尺寸Tab.5 Deformation dimension of glass substrate of traditional fixture

        通過表5 可知,相對(duì)比于自然放置,傳統(tǒng)夾具下的玻璃基板變形尺寸大幅度減小。但是編號(hào)為4、5 的大尺寸玻璃基板變形依然明顯,在實(shí)際使用過程中,為了進(jìn)一步減小變形尺寸,通常采取的做法是加大氣壓或者使用活塞直徑更大的氣缸,這無疑增加了成本與體積。

        3.3 氣動(dòng)增力夾具產(chǎn)生的形變

        本文所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)增力夾具,其夾緊力計(jì)算見式(10),參數(shù)使用短邊L1 取25 mm、長(zhǎng)邊L2 取50 mm、γ取30°、μ1取0.9、μ2取0.97,其他參數(shù)與傳統(tǒng)夾具使用參數(shù)一致。計(jì)算得知單側(cè)夾緊力為121.04 N。仿真結(jié)果如圖11 所示。

        圖11 氣動(dòng)增力夾具玻璃基板仿真Fig.11 Simulation of glass substrate of pneumatic booster fixture

        通過軟件仿真可知,最大變形在玻璃基板中央處,最大形變?yōu)?.407 4mm。其他幾種常見玻璃基板變形情況見表6。

        表6 氣動(dòng)增力夾具玻璃基板變形尺寸Tab.6 Deformation dimension of glass substrate of pneumatic booster fixture

        通過表6 可知,相對(duì)比于自然放置與傳統(tǒng)夾具,使用氣動(dòng)增力夾具時(shí)玻璃基板變形尺寸進(jìn)一步大幅度減小,尤其是對(duì)于編號(hào)為4、5 的大尺寸玻璃基板變形改善尤為明顯。相對(duì)于傳統(tǒng)夾具,在不改變氣缸的直徑與氣壓條件下,只改變部分結(jié)構(gòu),就可以明顯減小玻璃基板變形尺寸。

        通過圖12 可以看出,尺寸越大的玻璃基板使用氣動(dòng)增力夾具的效果越明顯。使用氣動(dòng)增力夾具相對(duì)于傳統(tǒng)夾具能進(jìn)一步減小玻璃基板變形尺寸,可以提高玻璃基板在生產(chǎn)良品率、檢測(cè)合格率。

        圖12 玻璃基板變形對(duì)比圖Fig.12 Comparison of deformation of glass substrate

        4 結(jié)論

        (1)研究大玻璃尺寸變形分析結(jié)果可知,其最大變形量在玻璃基板中心處,變形量大小對(duì)稱分布,越靠近兩端其變形量的變化速度越快。

        (2)對(duì)玻璃基板的變形進(jìn)行理論分析和仿真模擬,并作相關(guān)對(duì)比發(fā)現(xiàn),改變玻璃基板的受力,即增大玻璃基板兩端所受拉力,可以減小玻璃基板的最大變形量和增大變形曲率。

        (3)要利用氣動(dòng)夾具減小玻璃基板的最大變形量,可通過增大氣壓、增大氣缸直徑、改變氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)。增大氣壓、增大氣缸直徑會(huì)增大設(shè)備體積與成本。通過改變氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu),利用基于杠桿原理的氣動(dòng)增力夾具增大玻璃基板兩端所受的拉力,減小玻璃基板變形尺寸。

        猜你喜歡
        增力基板夾具
        內(nèi)嵌陶瓷電路板的PCB 基板制備及其LED 封裝性能
        增力機(jī)構(gòu)在制動(dòng)夾鉗單元設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究
        一種立體隨行夾具庫
        方形夾具在線切割切槽的應(yīng)用
        哈爾濱軸承(2021年4期)2021-03-08 01:00:48
        一種快速固定夾具的方案設(shè)計(jì)
        外圓磨床浮動(dòng)式自動(dòng)增力夾緊裝置設(shè)計(jì)
        重型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的復(fù)合增力夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        基于CATIA V5夾具零件庫的建立
        多層基板
        打印機(jī)基板大型注塑模具設(shè)計(jì)
        中國塑料(2016年7期)2016-04-16 05:25:55
        日本三级片在线观看| 国产伪娘人妖在线观看| 又爽又黄禁片视频1000免费| 男性一插就想射是因为啥| 亚洲精品中文字幕码专区| 男人天堂网2017| 国产精品ⅴ无码大片在线看| 久久精品国产99精品九九| 亚洲色图在线视频观看| 人妻久久一区二区三区蜜桃| 农村欧美丰满熟妇xxxx| 91在线在线啪永久地址| 精品一区二区亚洲一二三区| 久久精品国产亚洲av网站| 无遮掩无码h成人av动漫| 国产超碰人人做人人爱ⅴa| 在线av野外国语对白| 色婷婷精品大在线视频| 日韩精品一区二区亚洲专区| 国产精品一区二区av麻豆| 中文字幕久久久人妻无码 | 欧美激情肉欲高潮视频| 在线播放无码高潮的视频| 国产高清白浆| 国产三区二区一区久久| 亚洲av无码国产精品久久| 好日子在线观看视频大全免费动漫| 国产呦精品系列在线播放| 国产av一区二区三区区别| 97人妻中文字幕总站| 粗大的内捧猛烈进出小视频| 精品视频一区二区三三区四区| 亚洲又黄又大又爽毛片| 亚洲三级视频一区二区三区| 婷婷五月六月综合缴情| 一区五码在线| 精品国产乱子伦一区二区三| 婷婷色综合视频在线观看| 吃奶摸下激烈床震视频试看| 中文字幕久久久久久精| 黄片免费观看视频播放|