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研究生: 張郁郎
Yu-Lang Chang
論文名稱: 使用CAE模擬技術探討 定力彈簧之製程參數
Investigating the Relationship between Manufacturing Parameters of Negator Spring by CAE Simulation
指導教授: 林清安
Ching-An Lin
口試委員: 郭進星
Chin-Hsing Kuo
謝文賓
Win-Bin Shieh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: CAE定力彈簧田口法
外文關鍵詞: CAE, Negator spring, Taguchi method
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現今定力彈簧的設計/製造大都仰賴專業人員的經驗,以不斷試誤的方式調整彈簧製程參數,頗耗費時間,並缺乏科學數據。本研究使用CAE模擬技術進行定力彈簧之製程參數探討,主要分為三部份:以CAE軟體模擬定力彈簧之製程參數、以田口法輔助定力彈簧設計分析及模擬與分析的交叉比對,其中“以CAE軟體模擬定力彈簧之製程參數”是利用CAE軟體ABAQUS來定義及模擬影響彈簧內徑尺寸的參數因子,包括:出線距離、檔板角度、製程溫度及成型時間;“田口法輔助定力彈簧設計分析”是以田口方法分析從參數因子中找出較為顯著的影響因子,再以其預測定力彈簧在不同水準排配下所產生的彈簧內徑尺寸;“模擬與分析的交叉比對”是以ABAQUS再次驗證不同因子水準所產生的彈簧內徑是否與預測值相符。
經由本研究的田口分析可知影響定力彈簧之性能的顯著因子為檔板角度及出線距離,將此兩個因子對定力彈簧之內徑統整為彈簧設計直交表,設計者即能快速取得所需彈簧內徑之製程參數參考數值,以大幅縮短定力彈簧之人為試誤時間。


The design and manufacturing of the Negator spring have relied on the experience of the professionals. Modifying the manufacturing parameters by trial and error method costs time and resources.
This study investigates the relationship between manufacturing parameters of the Negator spring by CAE simulation. It can be divided into the following three major parts: (1) simulating the manufacturing parameters of Negator spring by CAE software, (2) analyzing the simulation result by the Taguchi method, and (3) cross-comparing the predicted values from the interpolation method and the values from the CAE results. Four parameters, including distance, angle, temperature and time, are firstly defined as potential factors which may have influence on the assignment of inner diameter of the spring. The software ABAQUS is then used to create the CAE model of simulating the manufacturing processes of the Negator spring. Using the CAE simulation model, various spring inner diameters can be obtained by varying the values of the four potential factors. The results are further analyzed by the Taguchi method in order to find dominant factors. In the last stage, an interpolation method is applied to find a predicted value of spring inner diameter to fit the engineering design need, and the value is re-validated using the ABAQUS software.
It is found that angle and distance are dominant factors by the Taguchi analysis. By fixing the value of other non-dominant factors, the relationship between angle and distance are summarized into a table which can be a reference for Negator spring designers.
Keywords:CAE, Negator spring, Taguchi method

摘要 I Abstract II 致謝 III 圖目錄 VI 表目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究流程與方法 4 1.3 文獻探討 5 1.4 論文架構 9 第二章 彈簧介紹 11 2.1 常見彈簧介紹 11 2.3 彈簧機介紹 19 2.3 定力彈簧生產說明 21 第三章 使用ABAQUS模擬定力彈簧製程 23 3.1 定力彈簧製造流程 23 3.2 ABAQUS流程說明 25 3.3 簡化定力彈簧製程 26 3.4 SUS301元件材料之參數設定 30 3.5 設定定力彈簧之邊界條件 32 3.6 定力彈簧之網格劃分 40 3.7 定力彈簧之分析模組設定 43 3.8 建立定力彈簧之執行檔 44 第四章 使用田口方法找出影響製程的顯著因子 46 4.1 田口法原理 46 4.2 選定影響因子 47 4.3 定義影響因子水準 47 4.3 使用直交表簡化實驗次數 49 4.4 使用信噪比找出製程顯著因子 51 4.5 分析顯著因子關係 60 第五章 實驗結果 62 5.1 分析結果 62 5.2 案例比較 68 第六章 結論與未來研究方向 69 6.1 結論 69 6.2 未來研究方向 70 參考文獻 71

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無法下載圖示 全文公開日期 2023/07/30 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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