臺灣博碩士論文加值系統

有限元素法運用於工程上，已廣泛地被接受使用，成為一種工程上實用的分析工具。在本文中即是應用有限元素法配合套裝軟體，對於螺帽成型機進行動態行為的分析。
對於研究分析的目的，主要在於當螺帽成型機提高速度時，會發生振動的現象，而影響到產品的品質，因此利用有限元素法進行電腦模擬分析，以尋找發生振動的原因，進而提出分析結果與解決辦法。
首先依照設計藍圖建立分析模型，並分別指定材料性質、使用元素、以及設定邊界條件與負載，再進行分析。其中主要分析可以分為兩部份，一為挾台部位，一為偏心輪軸-滑塊部位。
在挾台部位，主要針對螺帽成型機在正常運作之下，螺帽挾棒與螺帽之間的動態行為分析，以及材料在動態行為之下，材料強度是否能夠承受；而在偏心輪軸-滑塊部位，主要針對偏心輪軸在每個不同的角度之下，所構成的不同型態，進行模態分析，求出前三個自然頻率，以分析自然頻率對於結構動態行為的影響。
在進行有限元素法電腦數值分析時，亦配合實驗的量測，以印證電腦數值分析結果的可靠度。

The Finite Element Method, which has been widely used in design of machine, was applied to analyze the dynamic behavior of a nut former with the computer aided software ANSYS in this paper.
When we increase the speed of a nut former, it comes to vibrate and affect the quality of a nut. So our goal is to indicate the reason and , moreover , solve this problem. In this paper, we emphasize two parts of a nut former : the nut clip part and the eccentric shaft-slider part.
For the nut clip part, we analyze the dynamic behavior between the nut and the nut clip, also we exam the stiffness of the material under the normal speed. For the eccentric shaft - slider part, we introduce modal analysis to different configurations at different angles. We also evaluate the effects of the first three natural frequencies upon the dynamic behavior. After the finite element analysis, we also make an experiment to ensure the reliability of the simulation.

目 錄
摘要 ………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要 …………………………………………………………Ⅱ
誌謝 ………………………………………………………………Ⅲ
目錄 ………………………………………………………………Ⅳ
表目錄 ……………………………………………………………Ⅵ
圖目錄 ……………………………………………………………Ⅶ
符號說明…………………………………………………………Ⅸ
第一章 緒論 ………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的 ……………………………………………1
1.2 有限元素法之簡介 …………………………………………2
1.3 文章架構 ……………………………………………………3
第二章 相關理論 …………………………………………………4
2.1 模態分析 ……………………………………………………4
2.2 暫態分析 ……………………………………………………6
2.2.1 Newmark 直接積分法 …………………………………7
2.2.2 Time step 的設定 ………………………………………9
2.3 降伏理論 ……………………………………………………11
第三章 有限元素法分析模型之建立 …………………………13
3.1 軟、硬體設備 ………………………………………………15
3.2 選用元素 ……………………………………………………15
3.2.1 元素參數設定 …………………………………………17
3.2.2 材料性質設定 …………………………………………19
3.3 模型與元素的建構 …………………………………………19
3.4 邊界條件與外加負載的設定 ………………………………22
3.4.1 邊界條件的設定 ………………………………………22
3.4.2 外加負載的設定 ………………………………………24
第四章 實驗量測 …………………………………………………26
4.1 實驗量測目的 ………………………………………………26
4.2 量測儀器設備 ………………………………………………26
4.3 實驗量測步驟 ………………………………………………29
第五章 數值分析與實驗量測結果之分析與討論 ………………32
5.1 模態分析 ……………………………………………………32
5.1.1 挾棒部位之模態分析與實驗量測結果 ………………32
5.1.2 偏心輪軸-滑塊機構之模態分析 ………………………36
5.2 暫態分析 ……………………………………………………38
5.2.1 整個挾台部位的暫態分析與實驗量測結 ……………38
5.2.2 挾棒有無挾持螺帽之實驗量測比較 …………………46
5.2.3 挾台部位之應力分析 …………………………………48
5.2.4 挾心軸挾頭與挾棒之動態分析 ………………………51
第六章 結論與建議 ………………………………………………58
6.1 結論 …………………………………………………………58
6.2 建議 …………………………………………………………60
參考文獻 …………………………………………………………62

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