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研究生:蘇金水
研究生(外文):SU,KING-SHUI
論文名稱:利用實驗設計法尋找熱軋鋼筋製程的最佳化參數
論文名稱(外文):Apply Experimental Design for the Parameter Optimization on Hot Roll Rebar Process
指導教授:方正中方正中引用關係
指導教授(外文):FANG,JENG-JUNG
口試委員:陳禎祥蔡登茂
口試委員(外文):CHEN,JEN-SHIANGTSAI,DENG-MAU
口試日期:2018-06-22
學位類別:碩士
校院名稱:南臺科技大學
系所名稱:工業管理研究所
學門:商業及管理學門
學類:其他商業及管理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:熱軋軋延鋼筋柏拉圖特性要因圖反應曲面法中央合成設計
外文關鍵詞:Hot rolled rebarPlato DiagramCause and Effect DiagramResponse Surface MethodologyCentral Composite Design
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本研究主要為配合印尼興建高鐵工程,此次工程主要限制使用熱軋軋延製程鋼筋、並限制碳(C)含量範圍在0.20~0.25百分比、碳當量<0.55、抗震比≧1.25、最低降伏強度要求≧520N/mm2(約53kgf/mm2)標準。
在上述要求限制條件下之製程,運用品管7大手法中的柏拉圖分析及特性要因分析,針對影響機械性質中的抗拉強度、降伏強度、伸張率三個品質特性,找出在化學成份分中的碳(C)、錳(Mn)、釩(V)三個關鍵影響因子做探討,藉由中央合成設計(Central Composite Design,CCD)結合反應曲面法(Response Surface Methodology, RSM),尋找最佳製程參數組合。其目的在設定的化學成份標準下,其合金鐵以最適的投入量,提高產出率並更能接近品質之目標值,本研究經過製程最佳化後,製程投入矽錳合金鐵其產出率約提升6.67%,釩鐵合金鐵其產出率約提升14.3%。
This research is mainly designed to cooperate with high-speed rail projects that will be build in Indonesia. The project mainly require the use of hot rolled rebar with the restrictions of carbon content within 0.20% ~ 0.25%, carbon equivalent less than 0.55%,earthquake resistant ratio greater or equal to 1.25 and yield strength greater than 520N/mm2(53kgf/mm2).
To meet restriction of the hot rolled rebar,based on the three quality characteristics yield strength, tensile strength, and elongation ratio, using the pareto diagram and cause-and-effect diagram to get three most affecting factor carbon(C), manganese (Mn) ,and vanadium(V).The central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM) are applied to obtain the optimal parameter setting of the hot rebar process.After the study, the ferro manganese increase an amount of 6.67% while the ferro vanadium.is14.3%.
摘  要 i
Abstract ii
誌  謝 iii
目  次 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒 論 1
1.1 前言 1
1.2 研究的動機與目的 6
1.3 研究之流程與內容 6
1.4 研究範圍與限制 7
第二章 文獻探討 9
2.1 鐵碳平衡圖 9
2.2 高拉力(SD520高降伏)鋼筋的強化 11
2.2.1碳(C)元素的特性和對機械性質的影響 11
2.2.2錳(Mn)元素的特性和對機械性質的影響 12
2.2.3釩(V)元素的特性和對機械性質的影響 12
2.2.4矽(Si)元素的特性和對機械性質的影響 13
2.2.5磷(P)元素的特性和對機械性質的影響 13
2.2.6銅(Cu)、鎳(Ni)、鉻(Cr)元素的特性和對機械性質的影響 13
2.3 世界各國混凝土用鋼筋之機械性質檢驗標準 15
2.4 品質管理 19
2.4.1 柏拉圖 19
2.4.2 特性要因圖 21
2.5 實驗設計法(Experimental Design Method) 23
2.6 反應曲面法(Response Surface Methodology, RSM) 24
2.7 中央合成設計(Central Composite Design,CCD) 26
第三章 研究方法 29
3.1 熱軋高拉力(高降伏)鋼筋製程作業標準 29
3.2 影響熱軋高拉力鋼筋機械性質的因子和關鍵因子 33
3.3 熱軋高拉力鋼筋作業流程和檢驗 35
3.4 反應曲面法與中央合成設計 38
3.5 最佳化參數 41
第四章 研究結果與探討 43
4.1實驗數據收集與分析 43
4.1.1 數據收集 43
4.1.2 抗拉強度(Y 1)反應曲面迴歸模式分析 44
4.1.3 抗拉強度的變異數分析 45
4.1.4 抗拉強度殘差值分析圖 47
4.1.5 抗拉強度殘差值常態分配之檢定 48
4.1.6 抗拉強度一致性檢定(殘差值變異數相等之檢定) 49
4.1.7 抗拉強度殘差值獨立性檢定 50
4.2 降伏強度 50
4.2.1 降伏強度(Y2)反應曲面迴歸模式分析 50
4.2.2 降伏強度變異數分析 51
4.2.3 伏強度殘差值分析圖 53
4.2.4 降伏強度殘差值常態分配之檢定 54
4.2.5 降伏強度一致性檢定(殘差值變異數相等之檢定) 55
4.2.6 降伏強度殘差值獨立性檢定 56
4.3 伸張率 56
4.3.1 伸張率(Y3)反應曲面迴歸模式分析 56
4.3.2 伸張率變異數分析 58
4.3.3 伸張率殘差值分析圖 59
4.3.4 伸張率殘差值常態分配之檢定 60
4.3.5 伸張率一致性檢定(殘差值變異數相等之檢定) 61
4.3.6 伸張率殘差值獨立性檢定 62
4.4 反應曲面最佳化 62
4.5 確認實驗 64
4.6 改善成果 67
第五章 結論與建議 68
5.1 結論 68
5.2 建議 68
參考文獻 69
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