吳文方臺灣大學：機械工程學研究所夏永明Hsia, Yung-MinYung-MinHsia2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61026本論文首先應用PRO-E繪圖軟體繪出一給定的鐵製汽車油箱，然後以ANSYS有限元素分析軟體提供的APDL語言撰寫巨集程式，考量包含標準入力條件、車輛操作入力條件、油箱液振效應等不同情況下之負載與適當的邊界條件，進行該油箱之力學分析，再以分析所得的結果代入Palmgren-Miner疲勞累積損傷法則，以評估油箱之累積疲勞損傷及其壽命。此外，本論文也採用可靠度工程中常用之失效模式、影響與關鍵性分析(Failure Mode, Effect and Criticality Analysis, FMECA)，來判斷油箱之可能失效原因，以補耐久性評估之不足。本研究結果顯示當油箱受到內部油氣之正負壓力影響時，其對油箱整體的疲勞壽命影響最大，因此透過本論文可知油箱最關鍵性的失效成因即為油氣產生正負壓之影響。The thesis focuses on the analysis of a vehicle fuel tank. First, within the general CAD (Computer Aided Design) area, PRO-E software is employed to draw the configuration of the fuel tank to be analyzed. Secondly, within the content of CAE (Computer Aided Engineering) and through appropriate definitions of loading and boundary conditions, a macro program for static analyses of the tank is developed utilizing Automatic Parametric Design Language (APDL) provided by ANSYS. Thirdly, failure mode, effect and criticality analysis (FMECA) and fault tree analysis (FTA) are used to identify possible failure modes of the fuel system and its subsystems. The purpose of the above work is to find key components that are vulnerable to failure, and to find the maximum stress and strain as well as expected life and damage of the fuel tank. This result of study shows when the fuel tank is influenced by the shouldering the pressure of inside oil gas, it exerts a largest influence on whole fatigue life of fuel tank.中文摘要 i Abstract ii 目錄 iii 圖表目錄 viii 符號對照表 xv 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2研究動機與方法 1 1-3文獻回顧 2 1-3-1有限元素分析之文獻回顧 3 1-3-2失效模式與失效樹分析之文獻回顧 4 1-3-3疲勞分析之文獻回顧 5 1-4研究流程與論文架構 7 第二章 分析模式的建立 9 2-1可靠度研究方法介紹 9 2-1-1失效模式與關鍵性分析 9 2-1-2失效樹分析之簡介與符號 13 2-2耐久性分析 14 2-2-1 S-N疲勞曲線 14 2-2-2高低周次(cycle)疲勞與S-N曲線之關係 15 2-2-3疲勞累積損傷法則 17 第三章 油箱結構之有限元素分析 29 3-1油箱結構分析模擬方法 29 3-2有限元素模型設定 30 3-2-1模型材料性質 30 3-2-2模型尺寸 31 3-3行車時加減速之空油箱分析 31 3-4空油箱正負壓分析 33 3-5油箱靜態擬似液壓分析 34 3-6油箱全負載分析 36 第四章 供油系統之失效模式與失效樹分析 65 4-1油箱操作環境及可靠度模式的建立 65 4-2供油系統各細部元件失效模式分析 66 4-2-1油箱主體失效模式 67 4-2-1-1上油箱蓋失效模式 67 4-2-1-2下油箱蓋失效模式 67 4-2-1-3油箱螺栓失效模式 68 4-2-1-4油箱固定帶失效模式 69 4-2-2輸送油料失效模式 69 4-2-2-1進出口油管失效模式 69 4-2-2-2進出口閥墊圈失效模式 70 4-2-3燃料幫浦總成失效模式 70 4-2-3-1燃油幫浦失效模式 70 4-2-3-2燃料濾清器失效模式 71 4-2-3-3壓力調節器失效模式 71 4-2-4外在環境及操作環境引發之失效 72 4-3失效影響性與發生可能性分析 72 4-4失效關鍵性評估 73 4-5失效樹分析 73 第五章 耐久性分析 93 5-1有限元素分析結果討論 93 5-1-1行車時加減速之空油箱疲勞分析 94 5-1-2空油箱正負壓疲勞分析 94 5-1-3油箱靜態液壓疲勞分析 96 5-2油箱在行車狀態中之耐久性分析 97 第六章 討論 109 6-1模型建構與耐久性分析結果討論 109 6-2失效模式與失效樹分析結果討論 112 第七章 結論與建議 114 參考文獻 1172889358 bytesapplication/pdfen-US失效樹疲勞壽命累積損傷法則FTAFMECAfatigue lifethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61026/1/ntu-96-R93522521-1.pdf