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面向拆卸的液晶显示器结构设计方法及可靠性研究

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摘要

致谢

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 产品拆卸设计

1.2.1 应用易拆卸结构的产品设计

1.2.2 应用主动拆卸结构的产品设计

1.2.3 产品拆卸设计研究现状

1.3 液晶显示器拆卸研究现状

1.4 论文主要研究内容及结构

1.4.1 论文的选题

1.4.2 论文的主要研究内容

1.4.3 论文的组织结构

第二章 液晶显示器拆卸方法及可靠性分析

2.1 液晶显示器结构组成及拆卸顺序分析

2.1.1 液晶显示器结构组成

2.1.2 液晶显示器拆卸顺序分析

2.2 液晶显示器结构拆卸设计

2.2.1 人工易拆卸液晶显示器支架结构设计

2.2.2 可主动拆卸的液晶显示器支架结构设计

2.3 液晶显示器拆卸结构可靠性分析

2.4 小结

第三章 液晶显示器支架人工易拆卸结构设计

3.1 液晶显示器支架易拆卸设计原理

3.1.1 液晶显示器面板支架易拆卸设计流程

3.1.2 液晶显示器人工易拆卸设计原则

3.2 液晶显示器支架易拆卸结构设计

3.2.1 基于TRIZ的液晶显示器支架拆卸设计

3.2.2 液晶显示器支架易拆卸结构尺寸设计

3.3 液晶显示器支架易拆卸结构有限元分析

3.3.1 液晶显示器支架易拆卸结构有限元分析流程

3.3.2 液晶显示器支架易拆卸结构有限元模拟

3.4 液晶显示器支架易拆卸结构的拆卸效果

3.4.1 试验条件

3.4.2 支架后盖易拆卸结构拆卸效果

3.5 小结

第四章 液晶显示器支架主动拆卸结构设计

4.1 液晶显示器支架主动拆卸原理

4.1.1 液晶显示器面板支架主动拆卸设计流程

4.1.2 面板支架主动拆卸设计原则

4.2 基于形状记忆合金驱动件的液晶显示器支架主动拆卸设计

4.2.1 面板支架主动拆卸结构设计

4.2.2 塑料架外侧SMA箔片尺寸设计

4.2.3 箔片驱动支架前盖变形有限元分析

4.2.4 箔片在液晶显示器面板支架中的拆卸效果

4.3 基于形状记忆高分子材料卡扣的液晶显示器支架主动拆卸设计

4.3.1 基于形状记忆高分子材料的支架主动拆卸结构设计

4.3.2 塑料架形状记忆卡扣设计

4.3.3 液晶显示器支架主动拆卸卡扣有限元分析

4.3.4 液晶显示器支架主动拆卸卡扣主动拆卸效果

4.4 小结

第五章 液晶显示器拆卸结构可靠性研究

5.1 液晶显示器主动拆卸结构可靠性理论分析

5.1.1 液晶显示器主动拆卸结构FMEA分析

5.1.2 液晶显示器主动拆卸结构故障树分析

5.1.3 液晶显示器主动拆卸结构可靠性设计

5.2 液晶显示器支架主动拆卸结构可靠性模拟

5.2.1 液晶显示器支架可靠性分析流程

5.2.2 液晶显示器支架温度场模拟

5.2.3 液晶显示器支架跌落模拟

5.3 液晶显示器支架易拆卸结构可靠性模拟

5.4 小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间申请的专利

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摘要

随着全球资源的不断枯竭,废旧电子电器产品的回收再利用引起了人们的广泛关注。然而,由于设计者在产品设计阶段没有考虑其回收再利用,因此,产品废弃后的拆卸效率较低。对于电子电器产品,如液晶显示器等,其内部含有氧化铟、液晶等贵重物质,因此,废旧液晶显示器具有很高的回收价值。为高效拆解液晶显示器,高值回收氧化铟、液晶等贵重物质,本文以液晶显示器面板支架为主要研究对象,研究其结构拆卸设计方法。
   首先,通过到液晶显示器生产企业进行咨询调研和对多款液晶显示器进行拆卸实验,对液晶显示器的拆卸顺序进行研究。通过对液晶显示器结构的拆卸性进行分析,确定液晶显示器面板支架拆卸设计方法:一是对液晶显示器面板支架结构进行改进设计,大量采用易拆卸卡扣等结构;另一种是利用形状记忆材料为材质的主动拆卸单元制成液晶显示器面板支架。
   其次,以人工易拆卸结构作为液晶显示器支架的连接结构,利用TRIZ创新法则对液晶显示器支架连接结构的形态进行设计。建立液晶显示器支架拆卸结构的力学模型,提出液晶显示器支架人工易拆卸设计原则,利用有限元方法对所设计的结构进行分析模拟,确定其易拆卸结构的最优尺寸。最后通过实验对液晶显示器支架易拆卸结构的尺寸、位置及拆卸效果进行了验证。
   以形状记忆材料作为液晶显示器支架之间的主动拆卸单元,运用ADSM方法对液晶显示器支架进行重新设计。提出液晶显示器支架主动拆卸设计原则,建立主动拆卸单元的力学分析模型,利用ABAQUS优化主动拆卸单元在液晶显示器支架上的布置位置,确定主动拆卸结构的最优尺寸及在支架结构中的布置位置,最后通过实验对液晶显示器支架主动拆卸结构的尺寸、位置及主动拆卸效果进行了验证,为液晶显示器类产品的主动拆卸结构设计、实现其高效高值拆解提供理论支持。
   最后,借助可靠性理论(包括FMEA和故障树)对所设计的液晶显示器主动拆卸结构的可靠性进行研究。借助有限元分析软件ABAQUS对液晶显示器支架的人工易拆卸结构的可靠性进行分析模拟。同时,针对智能材料在主动拆卸结构中应用时受热及冲击影响较大的问题,利用有限元分析软件对液晶显示器支架主动拆卸结构在其工作过程中的温度场进行分析模拟,并对其工作过程中的跌落进行仿真模拟,通过分析可知,液晶显示器支架的人工易拆卸结构与主动拆卸结构能够满足工作过程中的可靠性要求。

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