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研究生: 施閔耀
MIN-YAO SHIH
論文名稱: 具磁流變液雙自由度引擎模型避振器之模型建立與理論分析
Modeling and Analysis of A Magneto-Rheological Fluid Engine Mount in a 2-DOF Engine Model
指導教授: 黃世欽
Shyh-Chin Huang
口試委員: 郭文化
Wen-Hwar Kuo
林高安
Kao-An Lin
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 磁流變液失衡力引擎避振器
外文關鍵詞: unbalance force, engine, anti-vibration device, MRF
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本研究旨在建立具磁流變液單、雙自由度引擎模型避振器之理論分析,並評估引擎運轉產生之失衡力透過引擎避振器傳遞至車體對人體乘坐舒適性之影響;續分析單、雙自由度模型之理論差異。首先經由磁流變液特性方程式推導單自由度與雙自由度引擎模型避振器,利用ISO2631-1規範與車測中心之乘坐舒適性指標代入雙自由度模型之引擎力傳遞方程式進行模擬分析,可獲得引擎運轉產生之失衡力對人體乘坐舒適性之影響。續將單、雙自由度模型之引擎振幅與車體振幅響應及引擎之力傳遞方程式在相同基礎下進行無因次化,得到影響系統之參數,分別為質量比、頻率比與阻尼比。因磁流變液特性為可變阻尼常數,故數值模擬以改變阻尼比為主,從中得知單、雙自由度模型之理論在引擎振幅響應與引擎力傳遞的差異量。文末,由實驗驗證具磁流變液單自由度模型避振器之改善效果,並藉由單自由度與雙自由度模型之理論差異量,推估雙自由度模型之實驗值。文章最後列舉具磁流變液雙自由度引擎模型避振器在未來可行之建議研究方向。


This research is aimed develop 1-DOF and 2-DOF engine model mounted with a magneto-rheological fluid (MRF) damper. The research begins with theoretical derivation of EOM’s and response analysis due to engine unbalance forces. Comparisons in transmissibility and transmitted forces to vehicle chassis by 1-DOF and 2-DOF model are made. The results showed that the engine response amplitude could be over estimated up to 50% in the 1-DOF model, the transmitted force, yet, was under estimated. The 2-DOF mode, presumably closer to real system, can utilize the above analysis and modify those design parameters accordingly and provide better design for passengers comfort.
The 1-DOF model employed with a MR damping was experimentally conducted and the results showed that MR could effectively in crease damping ability so that reduced the transmitted force during engine start up.

摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VII 符號索引 XII 第一章 緒論 1 1.1文獻回顧 1 1.2研究動機與目的 2 1.3本文架構 3 第二章 磁流變液特性分析 7 2.1簡介磁流變液特性 7 2.2磁流變液與結構幾何關係 13 2.3磁流變液之選用 15 2.4磁場強度分析 18 第三章 引擎避振器模型推導 24 3.1運動方程式 24 3.1.1引擎運轉之失衡力 25 3.1.2單自由度引擎模型避振器 27 3.1.3雙自由度引擎模型避振器 30 3.1.4具磁流變液之單自由度與雙自由度引擎模型避振器 34 3.2阻尼比對避振效應之影響 37 3.2.1單自由度模型 37 3.2.2雙自由度模型 39 3.2.3單自由度與雙自由度模型差異量之探討 42 3.3乘坐舒適性評估方法與標準 46 3.3.1 ISO 2631-1全身振動暴露評估指引 47 3.3.2評估引擎運轉之失衡力對人體乘坐舒適性之影響 50 第四章 磁流變液避振器製作與實驗量測 52 4.1磁流變液避振器之設計 52 4.2實驗儀器設備 55 4.3實驗架構 61 4.4實驗結果與討論 64 第五章 結論與未來研究方向 67 5.1結論 67 5.2未來可行之研究方向 69 參考文獻 71 附錄A 73 基座激振 73 附錄B 76 B.1阻尼比在頻域響應之影響 76 B.2阻尼比在時域響應之影響 80 附錄C 86 附錄D 88

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