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研究生:蔡元順
研究生(外文):Yuan-Shun Cai
論文名稱:薄膜節流器設計參數之影響探討及最佳化
論文名稱(外文):Effect Study and Optimization for Design Parameters Of Membrane Restrictor
指導教授:張永鵬張永鵬引用關係康淵康淵引用關係
指導教授(外文):Yeon-Pun ChangYuan Kang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
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:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:薄膜順從係數節流參數節流器最佳設計油靜壓無因次薄膜變形係數
外文關鍵詞:proportional parameter of membrane deformationdimensionless coefficient of membrane deformation.restriction parameterBearing hydrostaticrestriction best design
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本文設計一單向薄膜節流器可具有高剛度及固定無因次薄膜變形係數。並且利用實驗方法鑑別薄膜節流器之節流參數及薄膜順從係數。Ansys分析與理論比較,誤差在5%以下。Ansys元素與網格密度Shell181誤差最小,若網格密度太細小會容易產生畸形的網格,會產生更大的誤差解。實驗使用平面靜壓軸承工作台,經由測量節流器進口壓力、出口壓力及流量,使用最小誤差平方偏導數方程式聯立求解,得到薄膜節流器的節流參數及薄膜順從係數,進一步求得無因次薄膜變形係數。三種供壓 15、20、25,每種供壓實驗三次,實驗得出無因次薄膜係數與設計條件 接近,薄膜順從係數、薄膜變形係數隨供壓增加而下降,與節流參數和薄膜初始間係成反比,隨供壓增加而上升。實驗量測位移顯示,當薄膜有高剛度時,位移呈現近垂直上升,在25 之間變化。流量隨供壓增加而增大,隨負載增加而減少。

This study Design a restrictor have a high stiffness and deformation coefficient of fixed dimensionless film for membrane type restrictor. And use of experimental method for the identification of the film restrictor parameters and film proportional parameter. a worktable mounting on the hydrostatic bearing is utilized to calibrate recess pressures for regulating outlet pressures of restrictors by changing the load and then both restrictor parameters can be identified from the measurements of the inlet pressure, the outlet pressure and the flow rate of a restrictor by minimizing the difference between measured and identified flow rates. Further, To get dimensionless coefficient of membrane deformation. Three kinds of supply pressure 15、20、25 ,Experiment three times, Experimental results dimensionless film coefficient close to 3, Film obedience coefficient and film deformation coefficient decreased with increasing supply pressure.When the film has a high rigidity, Displacement presents nearly vertical ascent, For the pressure increase the flow also increased, with the load increases.
目錄
中文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
附圖目錄 X
符號索引 XI
第一章 導論 1
1.1 研究背景 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究目的及論文大綱 3
第二章 薄膜節流器 4
2.1 薄膜節流器的設計構造及說明 4
2.2 流量方程式 5
2.3 承載能力及靜剛度 6
第三章 薄膜變形原理 8
3.1固定邊界之均勻薄圓板受均佈壓力作用之中心變形位移 8
3.2均勻薄圓板固定邊界受非均佈壓力作用之中心變形位移 9
3.3薄圓板邊界應力 9
3.4負荷為均勻壓力分佈 10
3.5 負荷條件為非均佈壓力分佈 11
3.6 薄膜受力圖 12
3.6.1 負荷為均勻壓力變形 13
3.6.2 負荷為上非均佈壓力變形 13
3.6.3負荷為下非均佈壓力變形 13
3.6.4最大壓力位移及最大vonMises應力: 14
3.7 薄膜受壓力作用之參數 15
3.8設計參數與特性參數之關係 16
第四章 薄膜節流器分析 18
4.1有限元素分析 18
4.1.1分析步驟 18
4.1.2元素與網格密度之影響 18
4.2固定邊界之薄板受均佈壓力 作用 18
4.3固定薄板邊界受非均佈壓力 及 作用 19
4.4固定薄板邊界受非均佈壓力 及 作用 19
第五章 薄膜節流器參數鑑別與實驗方法 21
5.1 節流器特性參數鑑別方法 21
5.2實驗設備與方法 22
5.2.1實驗機台 22
5.2.2 量測設備 23
5.2.3實驗步驟 25
第六章 結果與討論 27
第七章 結論 32
參考文獻 33
附錄1 實驗紀錄 35
附錄2 實驗流量誤差表 40
附錄3 Ansys操作 43
個人資料 48

表目錄
表3.1薄膜節流器設計參數 16
表3.2 不同厚度之薄膜節流器設計參數 16
表3.3 間隙對於薄膜節流器設計參數 17
表4.1均佈負荷之 上之位移 18
表4.2均佈負荷之最大應力 19
表4.3非均佈負荷之 上之位移 19
表4.4非均佈負荷之最大應力 19
表5.1實驗之薄膜節流器設計參數 25


圖目錄
圖2.1 薄膜節流器設計構造 4
圖2.2 隨 及 之變化圖 7
圖3.1薄膜節流器之薄膜變形圖 8
圖3.2 薄膜節流器之負荷為均勻壓力分佈圖 10
圖3.3 薄膜節流器之負荷為非均佈壓力分佈圖 11
圖3.4模型壓力分佈 12
圖3.5 壓力負荷分解圖 12
圖4.1 , 之薄膜位移 20
圖4.2 薄膜變形係數 20
圖4.3 無因次薄膜變形係數 20
圖5.1 實驗設備說明 22
圖5.2 靜壓工作平台 23
圖6.1薄膜節流器各腔之 參數 27
圖6.2單向薄膜節流器各腔之 參數 28
圖6.3單向薄膜節流器各腔之 參數 28
圖6.4單向薄膜節流器各腔之 參數 29
圖6.5單向薄膜節流器各腔之 參數 29
圖6.6 實驗位移 30
圖6.7 實驗位移 30
圖6.8 實驗位移 31


附錄目錄
附錄1.1供油壓力15 之實驗( : , : ) 35
附圖1.1實驗一 35
附圖1.2實驗二 35
附圖1.3實驗三 36
附錄1.2供油壓力20 ( : , : ) 36
附圖1.4實驗一 36
附圖1.5實驗二 37
附圖1.6實驗三 37
附錄1.3供油壓力25 ( : , : ) 38
附圖1.7實驗一 38
附圖1.8實驗二 38
附圖1.9實驗三 39
附錄2.1 實驗一 40
附錄2.2 實驗二 41
附錄2.3 實驗三 42
附錄3.1有限元素分析步驟 43
附圖3.1 元素Solid 186之網格 45
附圖3.2 元素Shell 181之網格 46
附圖3.3 元素Plane 182之網格 47
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