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研究生:王昭棠
論文名稱:輻射層汽車胎力學與振噪特性分析
論文名稱(外文):Mechanics and Vibration Characteristics of a radial tire
指導教授:許榮均許榮均引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立海洋大學
系所名稱:系統工程暨造船學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:131
中文關鍵詞:輻射胎橡膠複合材料應力集中模態
外文關鍵詞:radial tirerubbercomplex materialstress concentrationmode
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本文內容首先介紹輪胎的構造與分類及其功能。接著再簡述於分析所應用的幾種理論,並說明在本文中各個分析的流程。
在材料性質方面,本文於各部分共使用四種不同的橡膠材料,以及三種複合材料來描述輪胎的實際狀態。其中橡膠使用超彈性理論來描述其變形行為,而複合材料方面則使用古典積層理論來描述材料的力學行為。
本文的分析分為三個方面包括:力學分析、模態分析、音場分析。
在力學分析中,使用有限元素分析軟體MARC 模擬輪胎於充氣和壓地荷重過程中的變形行為及應力分佈的情形,再與實驗結果進行比較,並探討產生誤差的原因,以評估分析過程的正確性。
在模態、音場分析中,除分析輪胎的自然振頻外,同時配合使用邊界元素分析軟體SYSNOISE模擬輪胎於受激振後,其輻射音場的分佈及輻射效率的變化,並利用模態測試實驗、聲音全像術實驗來驗證此模擬的正確性,藉此瞭解輪胎產生輻射噪音的原因。
This article is going to introduce the structure, classification and function of the tire. Then briefly discribe for analyzing several kinds of theory which have been applied. And explain every procedure of the analysis
In the mechanical analysis, use finite element method to simulate the deformation and the stress distribution of the tire under inflated and loaded conditions. Then comparing with the result of the experiment .
In the modal and acoustic analysis, according to the natural frequencies of the tire, then boundary element method was used to simulate the acoustic field and radiation efficiency around the tire, and comparing with the modal testing and acoustical holography to prove the veracity of the simulation.
第一章 緒論
1.1 前言 1
1.2 輪胎的基本構造與分類 2
1.3 研究動機與目的 5
1.4 研究方法 5
1.5 文獻回顧 6
1.6 本文架構 8
第二章 應用理論介紹
2.1 應用於橡膠之彈性理論 10
2.2 應用於簾布層之複合材料理論 13
2.2.1 廉布層之應力應變關係 13
2.2.2 簾布層於輪胎非主軸平面上的材料性質 14
2.2.2 簾布層於厚度方面的材料性質 17
2.3 輪胎外音場之聲壓理論 20
2.4 輻射效率 22
2.5 聲音全像術 23
2.6 選用軟體簡介 28
2.6.1 MSC/MARC 28
2.6.2 LMS/SYSNOISE 28
2.6.3 LMS/CADA-X 29
第三章 輻射胎之力學特性分析
3.1 問題描述 31
3.2 分析程序 31
3.3 輻射胎之有限元素分析模型 32
3.3.1 合理假設與簡化 32
3.3.2 網格分割與元素選用 32
3.3.3 材料性質 38
3.3.3.1 橡膠的材料參數 38
3.3.3.2 複合材料的材料參數 38
3.3.4 邊界與分析條件 40
3.4 實驗驗證 43
3.4.1 充氣試驗 43
3.4.1.1 實驗目的與儀器 43
3.4.1.2 實驗步驟 43
3.4.1.3 實驗結果 43
3.4.2 壓地試驗 46
3.4.2.1 實驗目的與儀器 46
3.4.2.2 實驗步驟 46
3.4.2.3 實驗結果 47
3.5 結果比較 48
3.5.1 充氣模擬 48
3.5.2 壓地模擬 53
3.5.3 誤差來源 58
第四章 輻射胎之模態分析
4.1 問題描述 59
4.2 分析程序 60
4.3 輻射胎之有限元素分析模型 61
4.3.1 合理假設與簡化 61
4.3.2 材料性質 61
4.3.3 網格分割與元素選用 62
4.3.4 邊界與分析條件 65
4.4 輻射胎之模態分析結果 66
4.5 輻射胎模態測試實驗 82
4.5.1 實驗目的 82
4.5.2 實驗儀器 82
4.5.3 實驗步驟 82
4.5.4 實驗結果 83
4.6 結果討論 83
第五章 輻射胎之音場分析
5.1 輻射胎之邊界元素分析模型 93
5.1.1 材料性質與邊界條件 93
5.2 輻射胎之外音場分析結果 94
5.3 輻射胎聲音全像術實驗 116
5.3.1 實驗目的 116
5.3.2 實驗儀器 116
5.3.2 實驗步驟 116
5.3.4 實驗結果 117
5.4 結果討論 117
第六章 結論與未來發展
6-1 結論 127
6-2 未來發展 128
參考文獻
1. 黃添進,“應用有限元素法於輪胎的模擬分析”,國立成功大學機械工程研究所碩士論文(1991)
2. 林家弘,“輪胎磨耗不均與接地壓力關係之研究”,國立台灣大學機械工程研究所碩士論文(1999)
3. 黃義雄,“輪胎爆胎的分析與改善”,國立台灣大學機械工程研究所碩士論文(1997)
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6. 廖志勇,”以數值方法分析輪胎之振動與其所引起之噪音”,台灣工業技術學院機械研究所碩士論文(1995)
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