臺灣博碩士論文加值系統

本文針對灰色關聯分析模型的運用，探討在一個螺旋形彈簧的動態特性在動作期間影響的參數。在本研究與所有條件依然是未改變之下過程中，模擬螺旋角、平均直徑、線徑、有效圈數及傾斜角，在彈簧製造及動態特性影響最大之參數。考慮彈簧的動態特性，自由振動、自然頻率為工程師相當關心的事，因為特別留意圍繞在位於中心的共振之發生。所以，在本研究中，自然頻率被選擇作為上述參數影響之目標。由於對自然頻率與這些組合關係，在ANSYS 的幫助下為電腦模擬建立有限元素模型，替代亢長乏味實驗室實驗測量。

This paper is aimed at the utilization of grey relational analysis model to investigate the influential factors on the dynamic properties of a helical spring during manufacture. With all of the material properties remained unaltered throughout the simulation under the present research, the best parameter level in favor of spring fabrication is determined by means of combinations originated from three different values out of each of five influential geometric parameters, i.e., the helical angle, coil diameter, wire diameter, number of active coils, and the inclined angle. In consideration of the dynamic properties of a spring, the natural frequency of free vibration is quite often the main concern for engineers, since the special attention is centered on the occurrence of resonance which may in turn lead to a catastrophe. Therefore, the natural frequencies are selected as the quality targets in the present research. With a view to bypassing the tedious laboratory task in measuring the natural frequencies related to these combinations, a finite-element model with the aid of ANSYS package is established for the computer simulation instead.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 彈簧簡介 1
1.1.1 彈簧功用 1
1.1.2 彈簧種類 2
1.1.3 彈簧材料 3
1.2 研究動機及目的 4
1.3 文獻回顧 5
第二章 ANSYS有限元素法分析軟體 7
2.1 ANSYS有限元素分析的一般程序 7
2.2 程式所用之元素 10
2.2.1 PIPE16 具彈性的平直管 10
2.2.1.1 勁度矩陣 (Stiffness Matrix) 11
2.2.1.2 質量矩陣（Mass Matrix） 13
2.2.2 PIPE18 具彈性的曲線管 15
2.2.2.2 勁度矩陣（Stiffness Matrix） 16
2.2.2.2 質量矩陣（Mass Matrix） 18
2.3 結構分析型態 19
第三章 灰關聯分析 21
3.1 灰色系統理論 21
3.2 灰關聯分析 23
第四章 實驗數據與結果 34
4.1 螺旋彈簧 34
4.1.1 實驗數據 34
4.1.2 分析與討論 38
4.2 錐形彈簧 47
4.2.1 實驗數據 47
4.2.2 分析與討論 51
第五章 結果與討論 93
參考文獻 94
附錄一： ANSYS螺旋彈簧程式 97
附錄二： ANSYS錐形彈簧程式 101
附錄三： MATLAB灰關聯分析程式 105
簡 歷 108

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