牛頓疊代法在自行車懸吊之最佳化研究

An optimum research on the suspension of the bicycle based on Newton-Raphson method

陳衍文(Yan-Wen Chen)

指導教授 ： 田自力

國立虎尾科技大學/工程學院/機械與機電工程研究所/碩士(2010年)

摘要

本文的目的在於Diamond型自行車架的結構、避震器等之分析，車架對於騎乘舒適度與安全性來說是很重要，本文運用Pro-ENGINEER建構實體模型與ANSYS和ADAMS等套裝軟體來進行靜態、模態、動態分析。
本文採用電腦輔助工程分析來探討車架本身之結構強度與車身在行經不平路面時所產生的振動情形，得到動態模擬曲線圖，並用牛頓疊代法求出彈簧剛性、阻尼係數等之最佳值。
最後，從結構分析結果可以得到車架安全性，並在動態分析使用ADAMS與牛頓疊代法求出最佳彈簧剛性16.934N/mm 與阻尼係數1.0766 N-s/mm的前叉懸吊系統，此懸吊系統經本實驗驗證可以使騎乘者達到最佳的舒適性。

關鍵字

有限元素法 ； 車架 ； 電腦輔助工程分析 ； 牛頓疊代法 ； 懸吊系統

並列摘要

The framework, suspension system etc. of Diamond-type bicycle is analyzed in this thesis. The riding comfort and safety of framework is the most important issue. Pro-ENGINEER is adopted to construct the solid model, ANSYS is adopted in the static and modal analysis and ADAMS is used in the dynamic analysis of the bike.
This thesis uses CAE analysis to study the structural strength of vehicle frames and the vibration pattern on rough roads, and obtain simulated dynamics diagram. It also uses Newton-Raphson method to obtain the optimal values for the stiffness of the spring as well as the damping coefficient.
Finally, the tested result of the structural analysis shows that the frame is safe. The dynamic analysis using ADAMS and Newton-Raphson method got the optimum spring stiffness 16.934N/mm and damping coefficient 1.0766N-s/mm of the front fork of the suspension system. The suspension system had been proved to get the best comfort index for the riders in this experiment.

並列關鍵字

Finite element method ； Frame ； Computer-aided engineering analysis ； Newton-Raphson method ； Suspension system

參考文獻

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