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研究生:吳政雄
論文名稱:直升機側窗密封圈參數化設計與分析
論文名稱(外文):Parameter design and analysis of seal for helicopter side window
指導教授:陳明飛陳明飛引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:機電工程學系
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:123
中文關鍵詞:緊急逃生系統推開實驗田口方法密封圈控制因子雜音因子
外文關鍵詞:Emergency egress systemPush-out testTaguchi methodsSealControl factorNoise factor
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直升機側窗人員緊急逃生系統(Side Window Emergency Egress System)測試包含了高低溫測試、溼度測試、振動測試、衝擊測試、鹽霧測試、承載測試及推開實驗(Push-Out Test)等七項,最後一項最重要。本文即針對推開實驗作深入之探討,藉由田口(Taguchi methods)之參數設計實驗,利用實驗以確定側窗密封圈控制因子水準的組合,使密封圈對雜音因子的敏感度降至最低,有效的改善了冗長的實驗次數及縮短了產品開發與驗證的時間。
實驗過程中,使用ANSYS有限元素法作為分析工具,對不同構型密封圈進行大變形行為之模擬與驗證,模擬分析與實驗結果有很好的一致性。同時藉由有限元素的分析,找出影響密封圈設計之關鍵因子,結合密封圈設計的穩健性的提升,進而達到設計最佳化是本研究最後的目的。
The test for side window emergency egress system of helicopter is composed of seven items, including high/low temperature, humidity test, vibration test, shock test, salt fog test, proof load test and push-out test. The last one is the most important among all tests. This thesis presents research on the push-out test of side window and the parameter design by Taguchi methods was employed to identify the most control factor’s combination of side window seal. By fine-tuning the design factors, it was suggested that an optimized seal design tended to minimize the sensitivity of noise factors of the seal. The efficient methods mentioned above can help to develop higher efficiency in the experiment; and also can be used to shorten the time of seal product development and verification.
The test procedure utilized ANSYS, a Finite Element Method based software tool built to study the material behavior for rubber seals in large deformation and then FE analysis was used to simulate seal in the push-out test for different design options. We have enough data to show that there is a high correlation between FE results and experimental measurements. Furthermore, the results and recommendations from the modeling were to help providing key factors related to seal configurations along with an enhanced robust seal design, and a validation of the seal optimization are our final objective.
中文摘要 I
英文摘要 II
謝誌 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 文獻探討 2
1-3 論文架構 4
第二章 直升機側窗簡介 5
2-1 直升機概述 5
2-2 直升機側窗構件組成 6
2-3 直升機側窗設計依據 10
2-4 直升機側窗設計方式 11
第三章 直升機側窗密封圈 14
3-1 側窗密封圈材料種類 14
3-2 側窗密封圈材料特性 17
3-3 側窗密封圈構型設計 20
第四章 數值模擬與研究 22
4-1 有限元素法與ANSYS概述 22
4-2 理論分析 23
4-2-1非線性問題分析 26
4-2-2材料分析模型 29
4-2-2-1材料模型選擇 31
4-2-2-2材料模型驗證 34
4-3 接觸分析概述 39
4-3-1 面對面接觸分析 40
4-3-2 接觸分析運算法則 41
4-3-3 接觸分析運算方式 43
4-4 有限元素分析 44
4-4-2基本假設 46
4-4-3 ANSYS基本設定 46
4-5 構型分析 50
4-5-1 側窗構件分析 50
4-5-2 密封圈不含壓條分析 54
4-5-3 密封圈新構型分析 58
4-5-4 密封圈原始構型分析 62
4-6 結果與驗證 64
第五章 田口計劃 67
5-1 田口方法介紹 67
5-1-1 品質特性 69
5-1-2 品質損失函數 72
5-1-3 直交表 73
5-1-4 信號雜訊比 75
5-1-5 參數設計 77
5-2 實驗流程與規劃 78
5-2-1 問題特性 78
5-2-2 影響品質特性的因子 78
5-2-3 直交表的選擇 89
5-2-4 直交表因子的配置 91
5-3 實驗計劃的進行 94
5-4 實驗數據的轉換與分析 99
5-4-1 實驗數據的轉換原理 99
5-4-2 實驗數據的轉換分析 103
5-4-3 變異分析 105
5-5 實驗數據預估與比較 110
5-5-1 第二階段構型設計参數的決定 110
5-5-2 執行確認 112
5-6 實驗結果與確認 112
第六章 結論與未來展望 116
6-1 結論 116
6-2 未來展望 119
參考文獻 121
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