臺灣博碩士論文加值系統

隨著科技的快速進步，現代工業正朝向高速、高溫及高壓方向發展，
因此造成結構破壞的許多因素隨之產生，其中疲勞（Fatigue）破壞為重要的一項因素，如何客觀評估結構壽命限，作為維修或新造設計階段之參考，為重要研究課題，有鑑於此，本文建立一套客觀之疲勞壽命估算程序，以為評估工程結構疲勞壽命(Fatigue Life)之用。
本文使用Pro/ENGINEER繪圖軟體製作實體MODEL，再使用有限元素軟體Pro/MECHANICA進行分析得到實體MODEL應力循環曲線圖，經由循環計數雨流法(RainFlow Counting Method)取得有效應力振幅值，再透由應力振幅修正式計算取得修正後應力振幅（△σr）值，導入彈性壽命公式求得各振幅區間疲勞壽命（Nif）值，再透過Miner equation求得總疲勞壽命（R）值，再進而討論加工不當所產生缺口效應（Crack Effect）造成應力集中，而影響疲勞壽命值。
經驗證後得知，插銷元件的外型修正可使疲勞壽命值產生提升，本文所建立疲勞壽命估算程序可有效預測疲勞壽命值，並配合有限元素分析軟體使求解過程更加準確及快速，並能有效幫助疲勞壽命估算。

Fatigue fractures account for the vast major its of failures in most engineering structure and components. Geomery factor and manufacturing process are too important source for failure in fatigue. In this study , Pro/E, CAD commercial softwave, is applied to build the model and Pro/Mechanica, CAE commercial softwave, is also used to analysize the stress and deformation around the model. Miner’s , rainflow method and ASTM fatigue life predition equation are to count file tatol fatigue life.
This peper uses Pro/ENGINEER mapping software to make entity MODEL, and then use Finite element Method Pro/MECHANICA to analyse that receive the entity MODEL stress circulation curve graph, count rain RainFlow Counting Method make have effect strength amplitude value, amplitude of stress after calculating and making revising by the revising type of amplitude of stress completely (△σr) value, channel into the elastic life-span formula and try to get every amplitude value, and then try to get total fatigue life (R ) value through Miner equation , then discuss again that it causes the stress to be centralized to process the improper breaches (Crack Effect ) produced , and influence fatigue life value.
Learning after to prove , the appearance of the socket component can make to revise fatigue life value is produced and improved, this text sets up fatigue life and can predict fatigue life value to estimate the procedure effectively, and it is more accurate and faster to cooperate with the finite element method software to enable asking the course of solving, and can help fatigue life to estimate effectively .

誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
符號索引 xii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與方法 2
1.3 研究架構圖 3
1.4 論文架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 疲勞壽命之發展 5
2.2 疲勞破壞簡介 7
2.3 機械疲勞壽命電腦輔助分析 9
第三章 設計原理 12
3.1 設施與運動方式介紹 12
3.2 插銷元件受力探討 14
3.3　Pro/ENGINEER (CAD) 介紹 18
3.3.1 Pro/ENGINEER MODEL圖型建構 20
3.4 Pro/MECHANICA 模擬分析流程 23
3.4.1 Pro/MECHANICA (CAE) 介紹 24
3.5 插銷元件Pro/MECHANICA參數設定分析 27
3.5.1 使用設備 27
3.5.2 材料係數設定 28
3.5.3 受力方式設定 30
3.5.4 拘束與量測設定 32
3.6 靜態模擬分析 35
3.6.1實體MODEL驗證 35
3.6.2 實體MODEL分析 37
第四章 機械疲勞壽命探討 39
4.1機械疲勞壽命理論介紹 40
4.1.1循環計數(Cycle Counting Methods) 40
4.1.2 應力-壽命法(stress-life Methods) 41
4.1.3 累積損傷理論 43
4.2 雨流法(Rainflow Counting Method)計數 45
4.3 疲勞壽命值估算 57
第五章　缺口效應 60
5.1 含缺口實體model建構 61
5.2 缺口效應結果探討 67
第六章 結論與未來展望 69
6.1 結論探討 69
6.2 未來展望 70
參考文獻 71

1.鄢欽慈，疲勞壽命之統計分析，中央大學，88年碩士論文。
2.黃嘉彥，工程結構之疲勞與破壞，徐氏基金會出版，1997。
3.梁卓中,徐慶瑜，結構疲勞分析簡介，89年海軍學術月刊，P41-P49。
4.DJ.DAWE，結構體的有限元素法，東華書局，2002。
5.王新榮、陳時錦、劉亞忠，有限元素法及其應用，中央圖書出版社，台北，1997。
6.王照明，Pro/E Wildfire 2.0入門與實務—基礎篇，全華科技股份有限公司，2004。
7.林清安，Pro/E Wildfire 2.0基礎入門與範例，知城數位科技股份有限公司，2005。
8.林龍震，Pro/Mechanism/MECHANICA wildfire2.0機構/運動/結構/熱力分析，金禾資訊股份有限公司，2005。
9.王柏村，電腦輔助工程分析之實務與應用，全華圖書，2001。
10.姚應星，結構疲勞壽命分析，國防工業出版社，2004。
11.B.W.Tveniten,B.Holme,S.K.As,B.Skallerud, “Fatigue life prediction of machined components using finite element analysis of surface topography,”International Journal of Fatifue ,VOL.27 2005 P1590-1596
12.陳建良，鐵路客車車廂結構體之應力與疲勞壽命分析，中央大學， 88
年碩士論文。
13.黃東興，材料性質量測分析軟體之開發，中央大學，90年碩士論文。
14.林俊成，勾狀型塑膠卡扣設計與結構分析，大同大學，95年碩士論文。
15.黃彥迪，隨機負載下金屬疲勞壽命之預測模式分析，清雲科技大學，94年碩士論文。
16.Charles E.Wilson, J.Peter Sadler，KINEMATICS AND DTNAMICS of MACHINERY，俊傑書局，2006。
17.C.Boller,T.Seeger，Materials Data for Cyclic Loading，Elsevier Science Publishing Company，1987。
18.Coffin, L. F.， “A Study of Effects of Cyclic Thermal Stresses on a Ductile Metal,” Transactions of the American Society of Mechanical Engineers，76， P931-950， 1954。
19.Manson, S. S.，“Behavior of Materials under Conditions of Thermal Stress,”National Advisory Commission on Aeronautics， Report 1170， Cleveland: Lewis Flight Propulsion Laboratory， 1954。
20.Basquin, O. H. ，“The Exponential Law of Endurance Test,” Proceedings of the American Society for Testing and Materials， 10， P625-630， 1910。
21.Miner, M. A., “Cumulative Damage in Fatigue,” Journal of
Applied Mechanics，12, A-159，1945。
22.Solomon , Halford , Kaisand , Leis，”Low Cycle Fatigue” ASTM
STP 942