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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張忠正
研究生(外文):Chung-Cheng
論文名稱:液壓阻尼器最佳化設計
論文名稱(外文):Shock Absorber Optimization Design
指導教授:黃秀英黃秀英引用關係
口試委員:簡孟樹陳嘉勲
口試日期:2012-07-31
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:車輛工程系所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:液壓阻尼器閥片設計最佳化
外文關鍵詞:Shock AbsorberDisc designOptimization
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車輛行駛於顛頗不平路面時,路面的不平整是常見車輛振動源之一,為提升車輛行駛的舒適性,懸吊、阻尼器是常用的減振設計元件。本論文著重於液壓式阻尼器設計,使達到設計所要求。
研究中,運用電腦輔助設計軟體,將現有的阻尼器進行建模,再運用HyperWork/AcuSlove及RADIOSS電腦輔助分析軟體,應用流固耦合原理,進行設計分析與最佳化。
研究結果顯示,阻尼器閥片最佳化後,阻尼力由原本的96.5 N提高到105 N,調高了8.8 %。應用最佳化方式,可以對設計要求,有效地做變更,減少硬體製作、實驗時間及成本。分析、設計及硬體實驗得以相輔相成。


Rough road is one of major external excitation sources to vehicles. To diminish the excitation passing to vehicle body, body mounts, shock absorbers, suspensions, dampers, among others are often used. This study focuses on the study of tubular hydraulic damper.
This research utilized Computer-Aided-Design tool to create a damper model based on an existing hardware. HyperWork/AcuSlove and RADIOSS were used for fluid-structure coupling analysis and optimization. From the study, the damping force was improved 8.8% from 96.5 N to 105 N. Utilizing Computer-Aided-Engineering and optimization method can lead the design to meet the functional requirements, make the design changes effectively, and also support and help the hardware tests during the vehicle design process.


摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與目的 6
1.4 論文架構 6
第二章 液壓阻尼器種類及系統介紹 7
2.1 液壓阻尼器種類與比較 7
2.2 液壓阻尼器系統介紹 9
2.3 液壓阻尼器系統作動方式 11
第三章 電腦輔助工程建模 13
3.1 前言 13
3.2 液壓阻尼器零件介紹 14
3.3 液壓阻尼器建模 17
3.3.1 液壓阻尼器3D幾何建模 17
3.3.2 液壓阻尼器有限元素建模 20
第四章 流固耦合理論基礎及工程分析 22
4.1 前言 22
4.2 流固耦合基礎 22
4.3 流固耦合分析法 24
4.3.1 線性流固耦合分析法 24
4.3.2 非線性流固耦合分析法 24
4.4 流固耦合的有限元素法 25
4.4.1 有限元素法分析步驟 25
4.4.2 流體運動方程 27
4.4.3 固體運動方程 30
4.5 液壓阻尼器理論基礎 31
4.5.1 液壓阻尼器F-V、F-D曲線原理 31
4.5.2 液壓阻尼器數學式 33
4.5.2.1 活塞孔口流量分析 33
4.5.2.3 液壓阻尼器減衰力分析 34
4.6 液壓阻尼器分析內容 35
4.6.1 Acusolve 流固耦合分析法 35
4.6.2 液壓阻尼器模態分析 36
4.6.2.1 液壓阻尼器模態分析之材料參數及邊界條件設定 36
4.6.2.2 液壓阻尼器模態分析結果 37
4.6.3 阻尼油與阻尼器活塞耦合分析 39
4.6.3.1. .F-V曲線分析(阻尼油參數及邊界條件設定) 39
4.6.3.2 活塞閥片位移分析 42
4.6.3.3 市售阻尼器性能曲線 47
4.6.3.4 ..F-V曲線分析(阻尼油與阻尼器活塞耦合分析) 50
4.6.3.5 ..F-D曲線分析(阻尼油與阻尼器耦合分析結果) 52
4.7 本章小結 53
第五章 電腦輔助工程最佳化 55
5.1 前言 55
5.2 最佳化概述 56
5.3 .F-V性能曲線最佳化目標 57
5.3.1 閥片厚度靜態最佳化 59
5.3.2 閥片厚度最佳化驗證 62
第六章 結論與未來展望 63
6.1 結論 63
6.2 未來展望 64
參考文獻 65
符號彙編 67


[1]F.P. Martins, N. Spogis, C.L.R. Siqueira, “Development and validation of a CFD model to investigate the oil flow in a shock absorber”,SAE,2005,paper No.2005-01-4030.
[2]Abdel-Fattah M. Mahrous, M.L. Wyszynski, H.M. Xu, A. Tsolakis, J. Qiao,” A CFD Investigation into the Effects of Intake Valves Events on Airflow Characteristics in a Motored 4-Valve Engine Cylinder with Negative Valve Overlapping”, SAE, 2007, paper No.2007-24-0032.
[3]R.S.C. Ataides, S. Vannucci, D. Cavali, M.P. Kessler, C.D.L. Rosa Siqueira,”Numerical simulation of flow inside a shock absorber” ,SAE,2007,paper No.2007-01-2709.
[4]G. Daggupati, V. Mangaraju, C. Chavan and R. Babu,”A New Test Method to Characterize the Behaviour of Hydraulic Damper”,SAE,2010, paper No.2010-32-0101.
[5]S. Kumar, K., M.M. Shivhare and Gole, M.V.,” Analysis of Characteristics of Dampers of Hydrogas Suspension and the Effect of Damping Configuration on the Vibration Dynamics of a Light Tracked Vehicle” ,SAE,2009, paper No.2009-26-068.
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[10]張阿漫、戴紹仕,流固耦合動力學,國防工業出版社,2012。



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[12]王榆銜,可調式避震器及半主動懸吊系統控制之研究,碩士論文,國立成功大學機械工程學系,2006。
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國立成功大學機械工程學系,2005。
[15]How Car Suspensions Work : Twin-Tube shock absorber at http://auto.howstuffworks.com/car-suspension2.htm
[16]活塞閥片做動情形,RPM軍輝企業有限公司http://rpm1987.blogspot.tw/
[17]Hydraulic shock absorbers : Mono-Tube shock absorber, KONI at http://www.koni.com/59+M50454d6a12d.html
[18]Software to tune a Shim Stack : Shim Stack Stiffness,Shim Restackor at http://shimrestackor.com/Physics/Stack_Stiffness/stack-stiffness.htm
[19]Silicone Oil (All Viscosity) : Properties, M. R. Silicon Industries at http://www.mrsilicone.com/SiliconeFluidOil.html
[20]F. Herr, T. Mallin, J. Lane and S. Roth, “ A shock Absorber Model Using CFD Analysis and Easy5” SAE,1999,paper No.1999-01-1322.


QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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