臺灣博碩士論文加值系統

本研究使用3D繪圖軟體(Pro Engineer Wildfire 3.0版)繪製機車車體結構，再利用ANSYS有限元素分析軟體針對機車車體結構進行有限元素分析，其中包括動態、靜態、模態及碰撞分析四部份，在動態部分則是模擬機車行經一半正弦波路段，求出車體結構各部位之位移響應，模態分析則是求出其自然頻率，以了解車體結構在各頻率下之振動形式，靜態的部份則是模擬車體結構受力變形的情形，在碰撞分析的部分是模擬車體結構於靜止的狀態下，遭受動態物體的碰撞，並觀察其變形的程度，找出其應力較大的區域。由靜態及碰撞分析的結果，可以找出車體結構須加強之部份。
本研究成果為建立出一套機車車體結構分析之操作方法，並在此方法下，模擬出靜態、模態、動態及碰撞分析之結果，並探討其舒適性與結構強度，進而得到較佳的機車車體結構設計。

This 3D mapping software (Pro Engineer Wildfire 3.0 software) is used in this study to draw the motorcycle structure and the finite element analysis technique is employed to simulate the motorcycle structure by ANSYS software. This study includes four parts which are static analysis, modal analysis, dynamic analysis, and crash analysis. The dynamic analysis characteristics is to solve the displacement of a certain position of the motorcycle structure by letting the motorcycle passing through the sinusoidal wave highway section of half, the modal analysis is to solve the natural frequency and then to observe the vibration of the motorcycle structure. The static analysis is to analyze the deformation of the motorcycle structure under only external static force. The crash analysis is to keep still the motorcycle structure and then let it suddenly suffer a collision from a moving object. the motorcycle structure can be strengthened according to the static analysis and the crash analysis.
The results of this study can be used to set up the working techniques on the analysis of the motorcycle structure and to estimate the comfortableness and strength of the structure according to the four parts of analysis, and then the optimal structure can be obtained.

摘要..................................................................i
Abstract.............................................................ii
誌謝................................................................iii
目錄.................................................................iv
圖目錄...............................................................vi
表目錄...............................................................ix
符號說明..............................................................x
第一章 緒 論.........................................................1
1.1簡介...............................................................1
1.2 文獻回顧..........................................................2
1.3 研究目的..........................................................3
1.4 研究方法..........................................................3
1.5 論文大綱..........................................................5

第二章 應用有限元素法於機車結構分析之設計原理.........................6
2.1 有限元素法之簡介..................................................6
2.1.1有限元素系統之基本組成要件.......................................6
2.1.2有限元素法之分析程序.............................................7
2.2 機車結構靜態特性之有限元素法分析原理..............................8
2.2.1應力與應變之關係(虎克定律).......................................8
2.2.2元素之位移模式..................................................11
2.2.3靜力平衡方程式..................................................16
2.2.4虛功原理........................................................18
2.3 結構模態分析之原理...............................................22
2.4 結構暫態反應有限元素法分析原理...................................26
第三章 應用ANSYS有限元素分析軟體進行電腦模擬分析之概述...............27
3.1 ANSYS有限元素分析軟體之基本架構................................27
3.1.1 起始階層(begin level)..........................................27
3.1.2 處理器階層(processor level)....................................27
3.2 元素種類與使用元素介紹.........................................29
3.2.1 殼元素(SHELLl63)...............................................29
3.2.2 彈性樑元素(BEAM44).............................................29
3.2.3 管元素(PIPE16).................................................29
3.2.4 彈簧阻尼元素(COMBIN14).........................................29
3.2.5 質量元素(MASS21)...............................................29
3.3 ANSYS有限元素分析軟體之分析流程................................31
3.4.1 靜態特性分析...................................................31
3.4.2 模態特性分析...................................................32
3.4.3 動態反應分析...................................................33
第四章 應用ANSYS有限元素軟體進行機車結構分析.........................35
4.1 機車結構模型的建立...............................................35
4.2 機車車體結構之靜態特性分析.......................................37
4.3 機車結構之模態及振形分析.........................................40
4.3.1 主車身結構之模態分析...........................................40
4.3.2 整車結構之模態分析.............................................43
4.4 機車結構之動態分析...............................................48
4.4.1 行經不同路面之動態模擬.........................................49
4.4.2 機車結構之碰撞分析.............................................59
第五章 結論與建議....................................................63
5.1 結論.............................................................63
5.2 建議與未來展望...................................................64
參考文獻.............................................................65
附錄A ANSYS軟體之實際操作流程.......................................68
A.1靜態分析之操作流程................................................68
A.2模態分析之操作流程................................................72
A.3動態分析之操作流程................................................73
附錄B 高斯數值積分法.................................................79
作者簡介.............................................................84

[1] 白蓬津，“機車騎乘性分析與結構設計”，國立台灣大學機械所，1984年。
[2] 施宗熙，“應用有限元素法於機車動態分析”，國立成功大學機械所碩士論文，1991年。
[3] 彭鐿良，“有限元素法於機車結構之模態分析與應用”，國立成功大學 機械所碩士論文，1993年。
[4] 施祥耀，“速克達引擎吊架系統”，國立中山大學機械所碩士論文，1997年。
[5] 陳建國，“有限元素法應用於電動機車車架之結構分析與模式建立”，國立台灣大學機械所碩士論文，1998年。
[6] 趙士偉，“機車結構減振之設計方法”，國立台灣大學機械所碩士論文，2000年。
[7] 許惠琳，“機車動態三維模擬之研究”，大葉大學機械工程學系碩士論文，2001年。
[8] 郭承憲，“機車系統動態模擬及耐久性分析”，國防大學中正理工學院兵器系統工程所碩士論文，2002年。
[9] 卓進興，“機車車體結構分析與最佳化設計之研究”，大葉大學機械工程學系碩士論文，2003年。
[10]簡木貴，“混成動力機車之結構分析”，國立虎尾科技大學機械與機電工程所碩士論文，2005年。
[11]林根源、張榮明、張誌煌，“機車車架之電腦輔助耐久性設計”， 財團法人車輛研究測試中心-車輛研測資訊第36期，2003年
[12]吳焜熙，“車輛動態品質之電腦輔助工程分析”，國立屏東科技大學機械工程系碩士論文，2003年。
[13]陳精一，“ANSYS振動學實務分析”，高立圖書有限公司，2005年。
[14]陳精一，“ANSYS 6.0電腦輔助工程分析”，全華科技圖書股份有限 公司，2002年。
[15]王栢村，“振動學”，全華科技圖書股份有限公司，2002年。
[16]康淵、陳信吉，“ANSYS入門”，全華科技圖書股份有限公司，2004年。
[17]康淵、翁嘉駿、何熹羽、馮威強，“ANSYS進階”，全華科技圖書股份有限公司，2006年。
[18]林清安，“Pro/ENGINNER 2001零件設計基礎篇(上)”，知城數位科技股份有限公司，2002年。
[19]陳新郁、林政仁，“有限元素分析—理論與應用ANSYS”， 高立圖書有限公司，2003年。
[20]洪慶章、謝忠祐、賴育良、劉清吉，陳義坤，郭嘉源，“有限元素分析ANSYS與Matlab基礎篇/夸克工作室”，知城數位科技股份有限公司，2001年。
[21]洪慶章、劉清吉、郭嘉源，“ANSYS基本範例”， 知城數位科技股份有限公司，2001年。
[22]日本自動車技術會，“新編自動車工學便覽”。
[23]李添財，“現代汽車電子電腦系統”，全華科技圖書股份有限公司，2003年。
[24]Hatch, Michael R.，“Vibration Simulation Using Matlab and Ansys”， CRC Pr I Llc，2000年。
[25]Kelly, S. Graham，“Fundamentals of mechanical vibrations”，MacGraw- Hill college，2000年。
[26]劉成群、張超群，“汽車震動與噪音”，新文京開發出版有限公司，2002年。
[27]龔皇光，“ANSYS與電腦輔助工程分析(網路e化精簡版)”，全華科技圖書股份有限公司，2004年。