臺灣博碩士論文加值系統

碟式煞車系統具有強大的制動力，高負載時較耐高溫性，不怕泥水侵襲，在崎嶇的路面上行駛制動效果穩定，因此碟式煞車系統逐漸被應用在各個自行車上。其制動的過程雖然耐高溫、硬度強，但重量重、散熱效率慢，造成制動效能降低等問題，在設計上為了增加空氣的流動，降低表面溫度及全車重量，開始將盤面鑽孔、挖溝槽，甚至開始在煞車碟盤上設計不同紋路，造成現今市面上的煞車碟盤紋路造型五花八門，這些不同紋路的碟盤，其煞車效益是否符合原始煞車系統設計的效益不得而知，在本研究中，針對了幾個紋路差異較大的碟盤以有限元素模擬軟體ANSYS–Workbench進行模擬分析，發現不同紋路的碟盤，其最大應力與應變的結果跟位置分佈及重量皆不同，故當設計者將碟盤紋路設計出來後，其結構是否符合強度及重量如何更輕量化，是一值得更深入探討的問題。因此本研究利用ANSYS – Workbench進行結構顯式動力學模擬分析，對設計者所設計出來的某一紋路之碟盤幾何尺寸進行調整與模擬，以碟盤桿件寬度與碟盤厚度及散熱孔數量為參數，符合結構強度及輕量化為目標，找出最適合設計者所設計的碟盤紋路之尺寸。

With more powerful braking force, high heat-resistant for high load, unafraid of mud invasion, and stable braking effect on hilly ground, the disc brake system is gradually applied on bike. Although its braking process is provided with higher heat-resistant and strength, heavy weight and worse cooling efficiency would result in lower braking efficiency. In order to increase the air flow, to reduce the surface temperature and to cut down the entire weight, the design of the disk begins to drill holes, to dig trenches, even to design different types of decorative lines. We do not know if the efficiency in all kinds of these improvements is benefit enough. So, we selected a few kinds of disc, analyzed with finite element simulation software ANSYS–Workbench, and found that the positions of the maximum stress and strain and the weight are all different. Therefore, when the disc has been designed, how to make sure of its availability is worth exploring. In this study, ANSYS–Workbench explicit dynamics simulation of structural analysis is applied to analyze properties of the disc with the desired lines. With the parameters of thickness and width of disc lever and the number of cooling holes, under the goals of strength harder and weight lower enough, the geometry dimensions of disc for available are adjusted effectively.

摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 煞車系統發展 2
1.3 研究動機 5
1.4 文獻回顧 8
1.5 研究目的與方法 11
1.6 論文架構 14
第二章、基本理論與模擬軟體介紹 15
2.1 自行車制動系統原理 16
2.2 碟式煞車系統制動原理 17
2.3 有限元素分析法簡介（Finite Element Method FEM） 20
2.3.1 有限元素分析法的基本元素與節點 21
2.3.2 有限元素分析法之步驟 23
2.3.3 有限元素分析法之優勢 26
2.4 ANSYS-Workbench 軟體簡介 26
2.4.1 技術種類 27
2.4.2 軟體模組 27
2.4.3 軟體分析類型 28
2.5 ANSYS-Workbench 基本操作 30
第三章、結構模型設計與參數設定 41
3.1 碟盤結構設計尺寸 41
3.2 材料參數 43
3.3 網格收斂性分析 44
3.4 基本假設 45
3.5 邊界條件設定 46
3.6 碟盤紋路結構尺寸調整 49
第四章、結果與討論 53
4.1 碟盤紋路結構縮減桿件寬度模擬結果分析 53
4.2 碟盤紋路結構縮減厚度模擬結果分析 56
4.3 碟盤紋路結構增加散熱孔模擬結果分析 58
4.4 碟盤紋路結構尺寸設計結果與討論 61
第五章、結論與未來展望 62
5.1 結論 62
5.2 未來展望 63
參考文獻 64

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