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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:譚世清
研究生(外文):Shih-Ching Tan
論文名稱:以超音波方法量測馬蹄鐵接觸面積與磨耗評估之研究
論文名稱(外文):Measurement of Contact Area for a Horseshoe and the Study of Wear Diagnosis Using Ultrasonic Method
指導教授:姚創文姚創文引用關係
指導教授(外文):Chuang-Wen Yao
口試委員:傅尹坤吳政憲姚創文
口試委員(外文):Yiin-Kuen FuhCheng-Hsien WuChuang-Wen Yao
口試日期:2015-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具系碩士在職專班
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:非接觸式量測接觸面積磨耗程度正比關係
外文關鍵詞:non-contact measurementthe contact areawore downdirect proportion
相關次數:
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本研究實驗探討全新未使用與使用過的馬蹄鐵之接觸面積磨耗差異,實驗採用非接觸式測量法,使用的方法是以超音波檢測來掃描接觸區域。當超音波感測器所發出之超音波撞擊到接觸面時,若沒有接觸,超音波會反射並且被接收器所接收。若有接觸,則部分的脈衝波會傳送至馬蹄鐵中。因此,反射回感測器的訊號值就會減弱許多,可從訊號減弱的值來說明其接觸的程度。使用超音波測距檢測實驗設備對馬蹄鐵對地接觸地面做全面性的掃描。
實驗進行量測新與舊的馬蹄鐵對地接觸面積及接觸比例之間的相關比較的變化,經實驗結果顯示,新的馬蹄鐵量測接觸面積範圍落於3600mm2 到3900mm2之間。根據實驗的結果,使用過一個月的舊馬蹄鐵的接觸面積範圍會減至 1700 mm2到2100mm2 之間當馬蹄鐵接觸面積越小相對其磨耗程度越大使用的時間也越長,因此證明其接觸面積與馬匹穿戴的使用程度成正比關係。

The experiment was conducted to investigate the contrast of wear down between a brand new and an used horseshoes. Non-contact measurement was applied for this experiment. An ultrasonic detection equipment was applied to scan the whole surface contacted to ground.
If there is no any contact to the contact area, which detected by the waves from ultrasonic detection equipment, the waves will entirely reflect and received by the detection equipment. If there is contact, some of the waves will be transmitted to the horseshoes. The signal reflected to the detection equipment will attenuate and we can understand the degree of contact.
The experiment recorded the contact area and the contact ratio and compared the differences. The result indicated that, the contact surface would be within 3600mm2 to 3900mm2. The contact surface of a horseshoe used for one month would be within 1700mm2 to 2100mm2. With the smaller area horseshoe contacted the ground, the more serious the horseshoe wore down, and the longer duration the horseshoe could be used. And we could validate the contact area was proportional to the level how the horse wear the shoes.

摘要 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------i

Abstract --------------------------------------------------------------------------------------------------------ii

誌謝 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------iv

目錄 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------v

圖目錄 -------------------------------------------------------------------------------------------------------ix

表目錄 -------------------------------------------------------------------------------------------------------xii

符號說明 ---------------------------------------------------------------------------------------------------xiii

第一章 緒論-----------------------------------------------------------------------------------------------1

1.1 前言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------1

1.2 超音波量測 ------------------------------------------------------------------------------------------2

1.3 超音波介紹 ------------------------------------------------------------------------------------------3

1.4超音波如何產生-------------------------------------------------------------------------------------5

1.5研究目的與動機------------------------------------------------------------------------------------7

1.6馬蹄鐵介紹-------------------------------------------------------------------------------------------8

1.7文獻回顧---------------------------------------------------------------------------------------------9

1.8論文架構 --------------------------------------------------------------------------------------------10

第二章 研究方法、設備介紹與研究步驟 ------------------------------------------------------11

2.1 研究方法 -------------------------------------------------------------------------------------------11

2.1.1 超音波的傳遞 -------------------------------------------------------------------------------12

2.1.2 聲速傳播速率-------------------------------------------------------------------------------14

2.1.3 音波阻抗 -------------------------------------------------------------------------------------15

2.1.4 介質傳遞-------------------------------------------------------------------------------------16

2.1.5 接觸面的訊號發射 ------------------------------------------------------------------------17

2.2 實驗設備 -------------------------------------------------------------------------------------------18

2.2.1 各部實驗設備介紹 -----------------------------------------------------------------------19

2.3 實驗步驟暨流程及操作方法 ------------------------------------------------------------------26

2.3.1.產品架設於治具方法 ---------------------------------------------------------------------27

2.3.2. 產品施加不同壓力負載 ----------------------------------------------------------------28

2.3.3. 超音波掃描範圍及移動距離設定 ---------------------------------------------------29

2.3.4 圖面比及存檔設定 -----------------------------------------------------------------------30

2.3.5 轉換成面積數值 ---------------------------------------------------------------------------31

2.3.6 Matlab轉換成面積數值與設定動作 --------------------------------------------------32

第三章 實驗結果與討論 -----------------------------------------------------------------------------33

3.1.1 實驗(一) --------------------------------------------------------------------------------------33

3.1.1.1 實驗(一)結果討論 ---------------------------------------------------------------------37

3.1.2 實驗(二) --------------------------------------------------------------------------------------38

3.1.2.1 實驗(二)結果討論 ---------------------------------------------------------------------42

3.1.3 實驗(三) -------------------------------------------------------------------------------------43

3.1.3.1 實驗(三)結果討論 ---------------------------------------------------------------------47

3.2 總結討論 ------------------------------------------------------------------------------------------49

第四章 結論--------------------------------------------------------------------------------------------53

4.1 結論 -------------------------------------------------------------------------------------------------53

4.2 未來展望 ------------------------------------------------------------------------------------------54

4.3 研究心得 ------------------------------------------------------------------------------------------55

參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------------------56

簡歷 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------59

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