複材自行車車架設計與分析

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Title:	複材自行車車架設計與分析
Authors:	徐志銘陳永銓
Contributors:	機械工程系
Keywords:	自行車架碳纖維疊層有限元素分析
Date:	2012
Issue Date:	2013-07-22 16:10:26 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	碳纖維複合材料具有質輕、高剛性、高強度、高設計自由度、吸震佳、耐腐蝕等優勢，已廣泛應用在輕量化設計趨勢的自行車產業上，大大提升了整部車的附加價值。鑒於碳纖維複材自行車架之結構強度分析、疲勞分析、碰撞分析等技術不成熟，車架受力後之計算與分析變得複雜與艱難，無法輕易以理論計算或推導，因此本研究透過電腦輔助工程分析(CAE)進行複材車架結構之設計分析。共採35組疊層設計來模擬車架受扭轉負載、垂直負載、前撞力負載等三種測試，探討車架結構之應力與強度分析，並找出車架靜態結構強度分析與疊層設計之最佳組合。本研究使用最大應力理論做為複材車架破壞依據，先以Solid works繪製車架本體，經轉檔後再匯入有限元素分析軟體ANSYS進行車架之強度分析。根據模擬結果得知，較理想之疊層設計為[0/90/-45/45]s及[-45/45/90/0]s；而單方向之疊層則不適合複材車架之設計。另外，發現增加疊層厚度可使車架應力明顯下降，強度指數Rm值明顯提升，也驗證了增加疊層數來降低應力、提升剛性比利用不同疊層順序角度效率高。
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