MARC應用於非對稱壓延加工之力學行為分析

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謝政男(Jeng-nan Shie) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

MARC應用於非對稱壓延加工之力學行為分析
(Investigation of Asymmetrical Rolling Mechanics Behavior by MARC simulation)

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摘要(中)

由於非對稱壓延具有可有效降低壓延負荷、材料於壓延製程的安排上，更趨自由及多樣性等優點，於壓延工業上之應用有極大的助益，故本文使用有限元素軟體MARC，以A1050鋁板在同徑異周速的非對稱條件下，討論在各縮減率與周速比下對壓延負荷、壓延扭矩及壓延後板材曲率的影響。而在壓延製程中，板材的內部有彎矩產生，但在實務壓延過程中很難得知因輥輪作用在板材內部所產生的彎矩，因此本文利用有限元素套裝軟體MARC模擬分析後所產生的在板材內部節點應力，將此節點應力透過數學程式計算分析板材壓延過程中在輥輪間隙塑性變形區所產生在板材內部的彎矩，以了解在材壓延過程中所產生的板材內部彎矩分佈情形。

摘要(英)

Asymmetrical rolling can decrease the rolling force and the arrangement of material that makes the rolling more free and variables, it brings great benefits in the industry. In this paper, asymmetrical rolling is simulated by using the finite element software MARC and discussing rolling force, rolling torque as well as curvature of the specimens by difference peripheral speed ratio in asymmetrical rolling conditions. In the process of rolling simulation, there is internal moment in the sheet of roll gap and analyze the internal nodes stress by using finite element software MARC, because it’s hard to find out the internal moment of rolling sheet in experiment. Therefore, the Mathematics program analyze the internal moment of plastic region by node stress that will be calculated the internal moment distributed in rolling process.

關鍵字(中)

★ 內彎矩
★ 壓延
★ 有限元素

關鍵字(英)

★ rolling
★ internal moment
★ finite element

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 板材之非對稱壓延 2
1-3 塑性加工解析法 3
1-4 研究動機 5
1-5 文獻回顧 6
第二章基本理論 16
2-1 有限元素基本觀念 16
2-1-1 有限元素求解程序 16
2-1-2 非線性有限元素法 18
2-2 Update Lagrangian Formulation 19
2-3 MARC接觸問題的處理 20
2-3-1 接觸之定義 21
2-3-2 接觸面摩擦效應之處理 23
2-4平面線性等參數元素(The Plane Linear Isoparametric Element) 24
第三章 MARC有限元素軟體介紹與應用 27
3-1 MARC程式編輯 27
3-2 MARC 分析求解技術定義 28
3-2-1 參考座標系統 28
3-2-2 非線性代數方程組疊代求解方法 29
3-3 基本假設 31
3-4 MARC應用於壓延成形問題之設定與操作程序 32
3-4-1 前處理 32
3-4-2 分析 33
3-4-3 後處理 34
3-5 收斂檢查 35
3-6 板材曲率計算方式 36
3-7 數學程式計算說明 37
3-7-1 板材內部彎矩之說明 37
3-7-2 數學程式計算流程與作法 38
3-7-2-1 擷取MARC資料 38
3-7-2-2 利用平面線性等參數元素計算出口端截面之質點應力 38
3-7-2-3 在出口端截面上彎矩之計算 40
3-7-2-4 在出口端與塑性變形區的彎矩計算 41
3-7-2-5 出口端與離開出口端板材內部之彎矩計算 44
第四章結果與討論 47
4-1 實驗驗證 48 4-1-1 壓延負荷理論值與實驗值比較 49
4-1-2 壓延扭矩理論值與實驗值比較 49
4-1-3 壓延板材曲率理論值與實驗值比較 49
4-2 分析結果與探討 51
4-2-1 壓延負荷和周速比的關係 52
4-2-2 壓延板材曲率和縮減率、周速比的關係 52
4-2-3 板材在塑性變形區彎矩的分佈 53
4-2-4 板材在離開出口端彎矩的分佈 55
第五章結論與建議 56
5-1 結論 56
5-2 建議 57
參考文獻 58
附錄 87
附件1 90
附件2 92
附件3 93
附件4 108
附件5 112
附件6 117
附件7 122
附件8 125
附件9 127

參考文獻

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指導教授

葉維磬(Wei-Ching Yeh)

審核日期

2011-7-27

推文