臺灣博碩士論文加值系統

本研究先以CAD軟體SolidWorks來建立輪圈模型，再將其轉入ANSYS軟體以完成有限元素網格切割，執行輪圈承受彎曲負載之應力分析，由這些數據可以發現圓角處應力集中與質量過重等問題，而在中間挖洞可以大量減重，且應力不會大幅提升，隨著圓角半徑變大，其承受的應力也會下降，且安全係數大幅提升，低於鋁合金之降伏強度255 MPa，故不會產生永久變形或降伏。
根據應力分析結果，經由修正輪圈外形與補強，最後獲得強度足夠的輪圈設計，由結果可明顯看出Case-5之von Mises應力遠小於Case-1，且質量也大幅減輕，而Case-5的最大von Mises應力為142.59 MPa，低於鋁合金之降伏強度255 MPa，故Case-5為安全之設計。由研究結果可知Case-4的7.6 kg比Case-1的12.4 kg減少了4.8 kg之質量，即減少了38.7%的質量，而Case-5的6.8 kg又比Case-4的7.6 kg減少了0.8 kg，即減少了10.5 %之質量，並且降低應力集中現象，故達成輕量化之目的。

In this thesis, the geometry design and stress analysis of the aluminum alloy wheel have been accomplished. The CAD/CAE softwares SolidWorks and ANSYS are adopted in this study. The bending conditions applied on the wheel obey the SAE rules. Using the finite element analysis, five cases of the 15-inch aluminum wheel have been analyzed. As a result, the Case-5 wheel has good performance for the strength and weight. Its maximum von Mises stress is 142.59 MPa so that the safety factor is enough. By the weight-reduction design process, the mass of Case-5 is reduced to 6.8 kg.

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誌謝 iv
中文摘要 v
英文摘要 vi
目錄 vii
表目錄 viii
圖目錄 x
符號說明 xiv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 動機與目的 4
第二章 分析方法 5
2.1 SAE規範 5
2.2 von Mises降伏理論 13
2.3 有限元素法 14
第三章 鋁合金輪圈設計與分析 18
3.1 設計流程 18
第四章 結果與討論 28
4.1 Case-1 28
4.2 Case-2 46
4.3 Case-3 47
4.4 Case-4 60
4.5 Case-5 79
4.6 各案例之比較 94
第五章 結論 95
5.1 結論 95
5.2 未來展望 96
參考文獻 97

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