建構以網際網路為平台之物理效應輔助設計工具之研究

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王文彥(Wen-Yen Wang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

建構以網際網路為平台之物理效應輔助設計工具之研究
(Study on developing a web-based design tool using physical effects)

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摘要(中)

本篇論文內容以物理效應的設計方法為基礎，建構結合網際網路的機械設計輔助工具，可以在概念設計中，輔助建立原理性的解決方法。設計輔助工具的內容包含物理效應資料庫與輔助搜尋物理效應的程式兩大部分。網路資料庫蒐集各種物理效應的介紹，透過網路超連結的特性，提供設計者便利的設計資訊來源；搜尋程式以功能量矩陣為基礎，經由設計需求訂出的功能量，可找出選擇條件下的所有功能量變化鏈，並以中繼功能量的限制來提高搜尋工作的效率。結合物理效應資料庫與搜尋程式，可以輔助設計者找到符合設計需求的物理效應組合。另外，使用者也可透過功能量變化趨勢圖的程式，得到功能量與設計量之間關係的資訊，可有助於設計問題的解決。最後，經由投石機設計實例，比較利用物理效應輔助工具與沒有應用任何設計方法的設計成果。結果發現輔助工具可以彌補一般在概念設計中，常會出現的缺點，提供了更多樣化的設計需求解決方案，並且能快速、容易地取得設計所需的相關參考資料，以利設計者做出改良或創新的設計。

摘要(英)

This paper illustrates a web-based mechanical design tool for finding principle solution with aid of physical effects in the stage of conceptual design. This design tool includes two main parts, a database of physical effects and a computer program for searching physical effects. The web-based database will offer designers various related design information of physical effects for application in their task. After defining the input and output functional quantities from design requirements, the search program based on “functional quantity matrix” can establish all possible chains of physical quantities in a reasonable range. The efficiency of search work can also be increased by means of adding intermediate functional quantities to restrain some unsuitable combinations. The relations between functional quantities and design quantities can be represented graphically through a program, so that the designers can solve design problems more easily.
With the case of stone thrower, this design using the aided design tool will be finally compared to the design of students who have no experience on this tool. The result shows that this tool can catch up on faults of general design. With aid of this tool, different solutions and related design information can be obtained more quickly and easily.

關鍵字(中)

★ 設計方法
★ 網際網路的機械設計輔助工具
★ 功能量
★ 物理效應

關鍵字(英)

★ functional quantity
★ physical effect
★ design method
★ web-based mechanical design tool

論文目次

論文摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅹ
第一章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究方法 5
第二章應用物理效應之設計方法 6
2.1 物理效應 6
2.1.1 物理效應的內容 6
2.1.2 物理量的分類 8
2.1.3 功能量間的關連 9
2.2 物理效應與機械設計 10
2.2.1 機械設計方法中的物理效應 10
2.2.2 找尋物理效應的輔助工具 12
第三章輔助工具建構模式 15
3.1 建立物理效應資料庫 15
3.2 建立搜尋程式 16
3.2 設計求解步驟 18
3.2.1 設計問題分類 18
3.2.2 找出中繼功能量 19
3.2.3 搜尋步驟 19
第四章建構在網際網路的設計輔助工具 22
4.1 網際網路的發展—WWW 22
4.2 應用技術選擇 23
4.2.1 HTML 23
4.2.2 Java Applet 23
4.2.3 JavaScript 24
4.3 輔助工具網站架構與功能 24
4.3.1 網站架構 24
4.3.2 物理效應資料庫 27
4.3.3 效應搜尋程式設計 30
4.3.4 效應搜尋程式介面 31
4.3.5 使用效應搜尋程式 33
第五章設計實例—投石機創新設計 34
5.1 中世紀的投石機設計 34
5.1.1 動作原理 34
5.1.2 原理與物理效應分析 37
5.2 未使用輔助工具的投石機設計 39
5.2.1 分類與統計 40
5.2.2 動作原理分析 41
5.2.3 結果討論 47
5.3 利用「機械設計輔助工具—物理效應資料庫」的設計 48
5.3.1 問題分析 48
5.3.2 尋找功能量變化鏈 49
5.3.3 設計結果 57
5.4 綜合分析比較 65
第六章結論與展望 67
6.1 結論 67
6.2 未來展望 68
參考資料 69
附錄A 「創意競賽」調查問卷 71
附錄B 投石機設計需求表 73

參考文獻

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指導教授

蔡錫錚(Shyi-Jeng Tsai)

審核日期

2002-7-4

推文