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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳詩雄
論文名稱:電腦輔助工程應用於汽車工業制振材料之可行性研究
論文名稱(外文):The feasibility of computer—aided-engineering applied on anti-vibration materials for automotive industry
指導教授:林育立林育立引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:機械與航太工程研究所
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:110
中文關鍵詞:制振材料能量模式
外文關鍵詞:anti-vibration materialsstrain energy functions
相關次數:
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由於橡膠之非線性特性尚未經由有效系統的管理,因此在本論文中藉由一系列的橡膠材料之壓縮、拉伸、剪切實驗,進而求取橡膠材料的非線性之應變、應力特性,一般對於非線性的彈性材料在分析模式上,選擇超彈性有限元素法(Hyperelastic FEM)來模擬本論文所使用的橡膠材料之選擇,將實驗所得到之應力、應變數據輸入分析軟體,利用最小平方法(Least squares method)對Rivlin應變能函數Strain energy functions進行曲線嵌合,同時建立一套橡膠材料特性資料庫,此資料庫提供日後進行開發研究時之所需。針對制振元件以有限元素(ABAQUS)軟體進行制振元件外形開發設計以及靜態、動態等一系列有效地模擬分析,藉由數值分析結果探討不同材料、網格與Strain energy模式的各個軸向之應力值,並且建立一套橡膠材料之制振元件開發製程流程,改變傳統之製程模式,從MB275627與CW749200分析結果顯示出ABAQUS軟體可有效地模擬制振元件在不同受力狀態時之應變,而且藉由靜、動彈性係數之求取,可有效地與制振元件圖面之規定相呼應,再經由適當之選材而達成設計制振元件之要求。

Due to non-linear property of rubber, it has not been managed systematically and effectively. Series of the experiments ( compression, tension and shear tests)was conducted. Which can be chosen in the simulation of anti-vibration component. Least Squares Method was used to fit the experimental cures. Strain Energy Functions will be utilized to various rubber materials.
ABAQUS is used not only to design the model of an anti-vibration component but also to analyze the component in various conditions. In this paper, the procedure of design and analysis of anti-vibration component is set up. Most importantly, it was proved that ABAQUS can simulate anti-vibration component effectively.

總目錄
中文摘要 ………………………………………………………………I
英文摘要………………………………………………………………II
致謝 …………………………………………………………………III
總目錄…………………………………………………………………IV
表目錄 ………………………………………………………………VII
圖目錄…………………………………………………………………IX
第一章 序論…………………………………………………………1
1-1 研究背景 ……………………………………………………1
1-2 研究動機與目的 ……………………………………………1
第二章 文獻回顧……………………………………………………3
2-1 橡膠材料之防震概述 ………………………………………3
2-1-1 震動原理 …………………………………………4
2-1-2 應變能之介紹 ……………………………………7
2-2 制振元件之種類……………………………………………10
2-3 制振元件之性能……………………………………………11
2-4 制振元件之設計……………………………………………11
2-5 制振元件之應用……………………………………………12
2-6 制振元件之製程技術………………………………………13
第三章 實驗分析之設備與步驟 …………………………………14
3-1 實驗分析之儀器設備………………………………………14
3-2 實驗步驟……………………………………………………17
3-2-1 防震橡膠之選取…………………………………17
3-2-2 標準試片的製作流程……………………………18
3-2-3 實驗步驟…………………………………………19
3-3 模擬分析步驟………………………………………………20
3-3-1 幾何模型建立……………………………………21
3-3-2 橡膠材料設定……………………………………22
3-3-3 邊界條件設定……………………………………22
3-3-4 有限元素網格模型的建立………………………23
3-3-5 分析設定…………………………………………24
第四章 實驗分析之結果與討論……………………………………25
4-1 橡膠材料之非線性特性……………………………………25
4-1-1 橡膠材料之壓縮實驗結果………………………26
4-1-2 橡膠材料之拉伸實驗結果………………………27
4-1-3 橡膠材料之剪切實驗結果………………………28
4-2 有限元素分析之結果………………………………………29
4-2-1 MB275627零件P方向之受力行為 …………… 30
4-2-2 MB275627零件之靜態分析………………………30
4-2-3 MB275627零件之動態分析………………………31
4-2-4 CW749200零件P方向之受力行為………………32
4-2-5 CW749200零件P方向之靜態分析………………33
4-2-6 CW749200零件P方向之動態分析………………34
4-2-7 CW749200零件Q方向之受力行為………………35
4-2-8 CW749200零件Q方向之靜態分析………………36
4-2-9 CW749200零件T方向之受力行為………………37
4-2-10 CW749200零件T方向之靜態分析 ……………37
4-2-11 CW749200零件R方向之受力行為 ……………39
4-2-12 CW749200零件R方向之靜態分析 ……………39
第五章 結論…………………………………………………………42
第六章 未來展望……………………………………………………43
參考文獻………………………………………………………………45
表目錄
【表4-1】MB275627之S504分析結果比較 …………………………49
【表4-2】MB275627之S580分析結果比較 …………………………50
【表4-3】CW749200,P方向之S504分析結果比較…………………51
【表4-4】CW749200,P方向之S580分析結果比較…………………52
【表4-5】CW749200,P方向之S600分析結果比較…………………53
【表4-6】CW749200,P方向之S650分析結果比較…………………54
【表4-7】CW749200,P方向之S681分析結果比較…………………55
【表4-8】CW749200,Q方向之S504分析結果比較…………………56
【表4-9】CW749200,Q方向之S580分析結果比較…………………57
【表4-10】CW749200,Q方向之S600分析結果比較 ………………58
【表4-11】CW749200,Q方向之S600分析結果比較 ………………59
【表4-12】 CW749200,Q方向之S681分析結果比較…………………60
【表4-13】 CW749200,T方向之S504分析結果比較…………………61
【表4-14】CW749200,T方向之S580分析結果比較 ………………62
【表4-15】CW749200,T方向之S600分析結果比較 ………………63
【表4-16】CW749200,T方向之S650分析結果比較 ………………64
【表4-17】 CW749200,T方向之S681分析結果比較…………………65
【表4-18】 CW749200,R方向之S504分析結果比較…………………66
【表4-19】CW749200,R方向之S580分析結果比較 ………………67
【表4-20】CW749200,R方向之S600分析結果比較 ………………68
【表4-21】CW749200,R方向之S650分析結果比較 ………………69
【表4-22】 CW749200,R方向之S681分析結果比較…………………70
圖目錄
【圖1-1】傳統照圖施工之製造流程…………………………………71
【圖1-2】導入CAE後之研發流程……………………………………71
【圖2-1】無阻尼之自由振動…………………………………………72
【圖2-2】黏滯阻尼自由振動之sin波………………………………72
【圖2-3】具有粘滯阻尼之自由振動…………………………………73
【圖2-4】不同阻尼比時之振幅比MF與頻率比之關係 ……………73
【圖3-1】為壓縮試片…………………………………………………74
【圖3-2】為拉伸試片…………………………………………………74
【圖3-3】為剪切試片…………………………………………………75
【圖3-4】為壓縮試片之模具…………………………………………75
【圖3-5】為拉伸試片之模具…………………………………………76
【圖3-6】為剪裁拉伸試片的刀具……………………………………76
【圖3-7】為剪切試片之模具…………………………………………77
【圖3-8】為測試壓縮特性夾具………………………………………77
【圖3-9】為剪切試片之夾具…………………………………………78
【圖3-10】恆溫加熱爐 ………………………………………………78
【圖3-11】游標卡尺 …………………………………………………79
【圖3-12】射出成型機 ………………………………………………80
【圖3-13】動態試驗機 ………………………………………………81
【圖3-14】幾何模型建立 ……………………………………………82
【圖3-15】制振元件之實體照片 ……………………………………83
【圖3-16】橡膠材料設定 ……………………………………………84
【圖3-17】分析設定 …………………………………………………84
【圖3-18】元素種類設定 ……………………………………………84
【圖3-19】邊界條件設定 ……………………………………………85
【圖3-20】有限元素網格模型的建立 ………………………………86
【圖4-1】S504之壓縮曲線 ………………………………………… 87
【圖4-2】模擬之壓縮曲線比較圖(S504)…………………………87
【圖4-3】S580之壓縮曲線 ………………………………………… 88
【圖4-4】模擬之壓縮曲線比較圖(S580)…………………………88
【圖4-5】S600之壓縮曲線 ………………………………………… 89
【圖4-6】模擬之壓縮曲線比較圖(S600)…………………………89【圖4-7】S650之壓縮曲線 ………………………………………… 90
【圖4-8】模擬之壓縮曲線比較圖(S650)…………………………90
【圖4-9】S681之壓縮曲線 ………………………………………… 91
【圖4-10】模擬之壓縮曲線比較圖(S681)……………………… 91
【圖4-11】S720之壓縮曲線………………………………………… 92
【圖4-12】模擬之壓縮曲線比較圖(S720)……………………… 92
【圖4-13】S780之壓縮曲線 ………………………………………… 93
【圖4-14】模擬之壓縮曲線比較圖(S780)…………………………93
【圖4-15】S504之拉伸曲線 ………………………………………… 94
【圖4-16】模擬之拉伸曲線比較圖(S504)…………………………94【圖4-17】S580之拉伸曲線 ………………………………………… 95
【圖4-18】模擬之拉伸曲線比較圖(S580)…………………………95
【圖4-19】S600之拉伸曲線 ………………………………………… 96
【圖4-20】模擬之拉伸曲線比較圖(S600)…………………………96
【圖4-21】S650之拉伸曲線 ………………………………………… 97
【圖4-22】模擬之拉伸曲線比較圖(S650)…………………………97
【圖4-23】S681之拉伸曲線 ………………………………………… 98
【圖4-24】模擬之拉伸曲線比較圖(S681)…………………………98
【圖4-25】S720之拉伸曲線 …………………………………………99
【圖4-26】模擬之拉伸曲線比較圖(S720)…………………………99
【圖4-27】S780之拉伸曲線 ……………………………………… 100
【圖4-28】模擬之拉伸曲線比較圖(S780)…………………………100
【圖4-29】S504之剪切曲線 ……………………………………… 101
【圖4-30】模擬之剪切曲線比較圖(S504)…………………………101【圖4-31】S580之剪切曲線 ……………………………………… 102【圖4-32】模擬之剪切曲線比較圖(S580)…………………………102【圖4-33】S600之剪切曲線 ……………………………………… 103【圖4-34】模擬之剪切曲線比較圖(S600)…………………………103
【圖4-35】S650之剪切曲線 ……………………………………… 104
【圖4-36】模擬之剪切曲線比較圖(S650)…………………………104
【圖4-37】S681之剪切曲線 ……………………………………… 105
【圖4-38】模擬之剪切曲線比較圖(S681)…………………………105
【圖4-39】S720之剪切曲線 ……………………………………… 106
【圖4-40】模擬之剪切曲線比較圖(S720)…………………………106
【圖4-41】S780之剪切曲線 ……………………………………… 107
【圖4-42】模擬之剪切曲線比較圖(S780)…………………………107
【圖4-43】MB275627零件之受力情形 …………………………… 108
【圖4-44】CW749200零件P方向之受力情形 ……………………… 108
【圖4-45】CW749200零件Q方向之受力情形 ……………………… 109
【圖4-46】CW749200零件R方向之受力情形……………………… 109
【圖4-47】CW749200零件T方向之受力情形……………………… 110

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