應用有限元素法及類神經網路於螺旋傘齒輪之成形力及體積預估

Forming Force and Volume Forecasts of Spiral Bevel Gears Using Finite Element Method and Neural Network

梁家華(Jia-Hua Liang)

指導教授 ： 楊東昇

國立虎尾科技大學/工程學院/創意工程與精密科技研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6827/NFU.2011.00050

摘要

齒輪在各類機械中應用極為廣泛的重要傳動零件，以鍛造技術生產螺旋傘齒輪具有節省材料、成品精度佳、成本低、效率高、易於大量生產及機械性質佳等優點，極具產業應用上之價值，若鍛造製程的參數設定能以方便的方法預先模擬，應能有效提高鍛造的實用性。
本文採用有限元素數值模擬技術進行螺旋傘齒輪鍛造塑性成形分析，首先利用有限元素分析軟體來模擬螺旋傘齒輪的近淨形溫間鍛造過程，在不同參數下，如模數及齒數等，分析近淨形鍛造胚料體積、最大成形力及最大等效應力之影響，以及胚料在模穴之流動、變形情況及負荷值等，並製作模具進行實驗，對實驗值與有限元素分析軟體之模擬值進行比較。
最後利用類神經網路建構螺旋傘齒輪近淨形鍛造的胚料體積、最大成形溫度與所需最大成形力的預測模式，以此預測模式進行預測，其結果比對有限元素分析結果相當良好。因此對於後續不同螺旋傘齒輪輪鍛造時，可先預測其最大成形力及胚料體積，再選用其所需之機台噸數及胚料體積，進而達到節省設計開發時間。

關鍵字

螺旋傘齒輪非恆溫鍛造 ； 有限元素分析 ； 類神經網路

並列摘要

In this pater, using the finite element simulation values technology to conduct spiral bevel gear forging metal forming analysis, using finite element analysis software to simulate spiral bevel gear near net shape forging process temperature, in different parameters, such as modulus and the number of teeth, etc., near net shape forging analysis of embryo data volume, the maximum forming force and maximum force of the impact of such effects, and data in the cavity of the embryo mobile, deformation and load values, etc., perform experiments and produce mold, experimental and finite element analysis software comparing the simulated values, using neural network constructed spiral bevel gear forging of near net-shaped embryo data volume, the maximum forming temperature and forming the required maximum force prediction model, this method is carried out prediction, the results compared with finite element analysis results are very good, therefore, different follow-up spiral bevel gear wheel forging, first, predict the maximum forming force and embryo data volume, and then choose the required machine tonnage and volume of embryo material, designed to save development time.

並列關鍵字

Spiral bevel gears ； Non-isothermal forging ； Finite element method ； Neural network

參考文獻

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