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以橡膠凸緣作為攜帶型3C產品連接器防水結構之電腦輔助設計分析研究

為了解決矽膠墊圈的問題，作者陳君保 這樣論述：

壓縮橡膠墊圈的干涉量是防水機構設計裡相當重要的一環，不足的橡膠墊圈壓縮量無法產生預期的防水效果；但是過大的壓縮量卻也考驗著嵌合機構的結構強度，例如卡勾或螺絲鎖附結構都有可能承受過大的應力而產生破壞。過大的橡膠墊圈壓縮量也有可能造成機構外殼的變形進而產生防水漏洞。本文主要探討如何透過實驗取得橡膠有限元素分析裡Mooney-Rivlin模型的兩個分析參數，並應用於Type-C 連接器插入後的防水設計應用實例。 文中先介紹目前藉由橡膠單軸壓縮實驗以及硬度測試計量測數據計算Mooney-Rivlin 參數的四種常用的方法，實際以橡膠樣品壓縮試驗及硬度測試數據分別計算出四種Mooney-Riv

lin 本構模型的兩階參數C10和C01，將參數帶入Abaqus 模擬驗證四種參數的結果，找出最能表現矽橡膠小變形範圍的力學行為的參數計算方法。 接著將所計算出的Mooney-Rivlin 本構模型的兩階參數C10和C01應用於攜帶型3C產品連接器防水結構之電腦輔助設計分析，透過有限元素分析探討橡膠凸緣的硬度/寬度/壓縮量/摩擦力/外型，與受壓後所產生的表面接觸力、橡膠受壓應力及連接器插入反力的關係。研究中發現，小量的壓縮量即可產生足以抵抗水下四米的水壓滲透，但是考量到連接器組裝的公差間隙，所以需要加大壓縮量。加大壓縮量會產生橡膠擠壓變形，橡膠硬度越大擠壓變形對橡膠的破壞越大，連接器插入

反力也隨之增加，減低摩擦力或變更橡膠凸緣外型可以改善擠壓變形的現象，也能夠降低連接器插入的反力。藉此研究希望讓機構工程師在設計橡膠防水凸緣時能同時考慮相關配合件結構強度，有效改善機構工程師的工作效率，不再像過往只能嘗試錯誤法的耗費開發時間。