鄭榮和臺灣大學：機械工程學研究所楊政綱2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61133本論文主要研究太陽能車用鋁合金輪圈之強度，依照日本自動車標準組織對於機車輪圈的規範要求，以有限元素分析模擬規範內垂直落下撞擊測試及彎矩疲勞耐久測試，瞭解其在測試過程中的應力應變分佈情形，並以應變破壞理論及疲勞壽命理論，作為判斷輪圈是否發生衝擊破壞及疲勞破壞的依據。而分析結果顯示落下撞擊模擬對輪圈只造成撞擊處胎環凸緣塑性變形、彎矩疲勞耐久模擬對輪圈造成最大von Mises等效應力低於材料的疲勞限，都顯示輪圈之設計為安全的且符合規範要求。This research is studied in the strength and fatigue property for the solar vehicle aluminum wheels. According to the light alloy motorcycle wheel standard of Japan Automotive Standard Operation (JASO), finite element analysis method is applied to simulate the impact test and the bending fatigue test of the standard. During the process, the stress and the strain distribution were observed, and then the strain fracture theory and the fatigue life theory are used for the criterions to guide if the wheel occurs fracture and fatigue. Due to the analysis results, the impact test simulation only causes plastic deformation in the rim near the impact point, and the Maximum von Mises stress is below the endurance limit stress of the material in fatigue test simulation. Both of the results show the design were safe and satisfy the requirements of the standard.目錄 I 圖目錄 V 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2輪圈的構造與分類 2 1.3研究動機與目的 3 1.4研究方法 3 1.5使用軟體簡介 4 1.5.1 CATIA-3D繪圖軟體 4 1.5.2 Ideas-網格建構軟體 5 1.5.3 ABAQUS-有限元素分析軟體 5 1.6 論文總覽 6 第二章 機車輪圈規範與文獻回顧 12 2.1 機車用輕合金製輪圈規範 12 2.1.1 垂直落下衝擊試驗 13 2.1.2 彎矩疲勞耐久測試 14 2.2 文獻回顧 15 2.2.1 輪圈撞擊相關文獻： 15 2.2.2 輪圈疲勞耐久相關文獻 17 第三章 理論背景 22 3.1 von Mises 降伏理論 22 3.2 破壞應變準則 22 3.3 疲勞壽命理論 23 3.4 單層簾布層主軸方向應力與應變關係 26 第四章 輪圈及輪胎網格模型 31 4.1 太陽能車用鋁合金輪圈 31 4.2 建構輪圈網格模型 32 4.3 鋁合金6061-T6 之材料常數 32 4.4 輪胎有限元素網格模型 33 4.5 輪胎材料常數 34 4.5.1 簾布層材料性質 35 4.5.2 橡膠材料行為 35 4.5.3 輪胎壓地時載重與位移量實驗 36 4.5.4 輪胎壓地載重與位移量模擬分析 37 第五章 輪圈垂直撞擊模擬 55 5.1 實際測試情形與模擬方法 55 5.2 分析模型 56 5.2.1 合理的假設與簡化 56 5.2.2 重錘有限元素網格模型 57 5.2.3 元素的選擇 57 5.2.4 邊界條件 57 5.3 模擬分析結果 58 5.4 結果討論 62 第六章 彎矩疲勞耐久測試模擬 71 6.1 實際測試情形與模擬方法 71 6.2 分析模型 72 6.2.1 建構負荷懸臂有限元素網格 73 6.2.2 接觸條件 73 6.2.3 元素的選擇 74 6.2.4 邊界條件 74 6.3 模擬分析結果 75 6.4結果討論 75 第七章 結論及未來研究方向 82 7.1 結論 82 7.2 未來研究方向 83 參考文獻 849496542 bytesapplication/pdfen-US輪圈有限元素分析撞擊疲勞wheelfinite element analysisimpactfatiguethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61133/1/ntu-94-R92522508-1.pdf