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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪志維
研究生(外文):CHIH-WEI HUNG
論文名稱:鋁合金輪圈強度之有限元素分析
指導教授:李雄李雄引用關係
指導教授(外文):Shyong Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:彈塑性力學鋁合金輪圈強度之有限元素分析有限元素法
外文關鍵詞:Finite Element Method
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摘要
在輕合金輪圈日益普及的今日,外觀上不僅要求美觀,安全性亦是重要的一環,因此在考量外型美觀的前提下,對輪圈進行安全性能測試是非常重要的。本文的研究主要參考TUV規範中訂定的輪圈徑向負荷強度試驗標準,應用彈塑性力學理論及有限元素法套裝軟體Ansys模擬計算輪圈在承受負載下的應力分佈以及卸載後的殘留變形量,再根據應力分析結果,針對結構中承受應力最小的區域進行減重,經由修改輪圈肋的造型及減薄輪緣厚度,探討減重設計對於輪圈強度的影響,在不影響測試性能的前提下,輪圈減重可以達到10.3﹪,若是進一步將輪圈減重14.9﹪即超過規範所訂定的標準,因此大膽預測若可以利用適當的減重設計搭配模擬分析驗證,輪圈應該可減重達13﹪。
目錄
摘要……………………………………………………………………Ⅰ
誌謝……………………………………………………………………Ⅱ
目錄……………………………………………………………………Ⅲ
圖形目錄與說明………………………………………………………Ⅵ
表目錄與說明………………………………………………………ⅩⅡ
符號說明……………………………………………………………ⅩⅢ
第一章 緒論…………………………………………………………1
1-1 前言………………………………………………………………1
1-2 研究動機與目的…………………………………………………1
1-3 文獻回顧…………………………………………………………5
1-4 論文架構…………………………………………………………6
第二章 理論基礎……………………………………………………8
2-1 簡化力學模型……………………………………………………8
2-2 降伏理論…………………………………………………………12
2-3 硬化準則…………………………………………………………17
2-4 塑性增量理論……………………………………………………19
第三章 有限元素法之原理與模型之建立…………………………21
3-1 統馭方程式………………………………………………………22
3-2 有限元素法之原理………………………………………………23
3-3 非線性靜力分析…………………………………………………24
3-3-1 非線性行為……………………………………………………24
3-3-1-1 狀態非線性…………………………………………·24
3-3-1-2 幾何非線性…………………………………………·25
3-3-1-3 材料非線性…………………………………………·25
3-3-2 非線性代數求解與收斂性……………………………………26
3-3-2-1非線性代數求解……………………………………··26
3-3-2-2收斂性…………………………………………………27
3-3-3 Load Step、Sub Step和Iterative三者在程式運算中過程的意義…………………………………………………………………·28
3-3-4 自動時間步長…………………………………………………·29
3-4 有限元素模型之材料性質………………………………………30
3-5 有限元素模型之假設……………………………………………35
3-6 有限元素模型之建立與分析流程………………………………36
3-6-1 有限元素模型之建立…………………………………………36
3-6-2 分析流程………………………………………………………40
第四章 鋁合金輪圈之結構強度分析及減重設計…………………43
4-1 驗證有限元之有效性……………………………………………43
4-2 輪圈之結構強度分析……………………………………………46
4-3 減重設計…………………………………………………………55
4-3-1 輪圈肋的造型經減重設計之分析結果………………………57
4-3-2 輪圈輪緣減薄1mm+A之減重設計分析結果…………………63
4-3-3 輪圈輪緣減薄1.5mm+A之減重設計分析結果………………69
第五章 結論…………………………………………………………78
參考文獻 ………………………………………………………………80
附錄A:ANSYS理論驗證 ………………………………………………83
附錄B:輪圈肋端負載之指令檔 ………………………………………87
附錄C:輪圈氣嘴端負載之指令檔 ……………………………………91
附錄D:二階函數預測減重百分比 ……………………………………95
參考文獻
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