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微量鈧與鋯對A357鋁矽鎂合金微結構與機械性質之影響

本研究藉由微結構觀察與機械性質測試，來評估微量鋯與鈧對Al-7Si-06Mg合金時效處理(T6)與250℃下熱暴露之機械性質影響，結果顯示經T6熱處理(160℃*6hrs)之合金可析出Mg2Si強化相，從而提升導電度與合金強度。添加微量鈧元素可將針狀富鐵相（β-Al5FeSi相）轉變成文字型Sc-Fe相(Al12Si6Fe2(Mg,Sc)5)，且Sc可以減少合金之縮孔，有效提升合金之延性。而添加微量鋯可以使合金具有晶粒細化效果，於T6態下，具有最高的強度，然而微結構中的針狀富鐵相與棒狀(Al,Si)3(Ti,Zr)介金屬相與縮孔減損合金之延性。 微量鋯或鈧之Al-7Si-06Mg合金於高溫 (250℃)下析出Al3Zr、Al3Sc和 Al3(Sc,Zr)等散佈相，有效抑制合金強度的下降，其熱穩定性明顯優於含微量鈹之A357合金，且以含Sc之合金效果最為顯著，且可以利用微量Zr取代部分昂貴的Sc，藉以提升合金之熱穩定性是可行的。

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1070鋁合金超音波輔助等通彎角擠製之研究

本文以實驗方式探討超音波振動輔助對於等通道彎角擠製 (ECAE)之影響。本文超音波加載方式分為軸向加載及橫向加載兩種, 以不同加載方式、不同振幅大小、不同沖頭行程位置加載及不同沖 頭擠製速度作為加工參數,探討超音波對於 Al-1070 試片成型力及 試片機械性質影響。並以有限元素軟體 Deform 3D 對於超音波振 動輔助 ECAE 進行分析。 實驗結果顯示,在超音波輔助 ECAE 製程中,不論是單獨施加 軸向、橫向或是同時雙軸向加載,對於降低成型力及提升試片硬度 均有良好的效應。利用有限元素模擬分析,調整有限元素模型內的 接觸條件及材料性質建立其等效模型,提出超音波軟化及摩擦力減 少兩種機制都可能存在於超音波輔助 ECAE 的製程中。

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以有限元素法及反應曲面法分析傘型齒輪之旋轉鍛造加工問題

本論文透過有限元素軟體Deform-3D進行旋轉鍛造傘形齒輪模擬分析，以其獲得下模穴填充率及軸向成形力峰值為最佳之參數條件。本文之設計參數包含對稱圓錐形胚料預成形之參數設計及旋轉鍛造加工製程參數等六個因子。胚料預成形設計參數包含體積V、胚料兩端面的直徑D_1以及胚料中間的直徑D_2；旋轉鍛造加工製程參數包含下模每轉進給率S、上下模具間距c、上模具傾斜角γ。實驗設計採用適合建構二階反應曲面之Box-Behnken 6因子3水準的設計建立共49組模擬，使用統計軟體Minitab依Deform-3D有限元素分析的結果進行回歸分析，以建立旋轉鍛造成形力及下模穴填充率的預測模型(即反應曲面)，進而探討各因子對旋轉鍛造成形力及下模穴填充率的影響以及最佳設計參數之水準。本文所建立的旋轉鍛成形力及填充率預測方程式與有限元素模擬的結果進行驗證，其結果證明預測模型具有相當的準確度。

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H∞ 連續模糊系統之控制設計-寬鬆穩定條件∞

李亞普諾夫能量函數V (x)對時間t微分會產生Q(x)微分項的 過程，為了要避免這個複雜的問題，則引入尤拉齊次多項式定理，本 論文主要在研究在連續模糊控制系統下的非二次穩定(Non-quadratic stability)，且加入H1性能指標的觀念，亦即非二次穩定李亞普諾 夫(Lyapunov function)能量函數V (x) = xT adj(Qz(x))x，而藉由尤拉 齊次多項式定理(Euler's Theorem for Homogeneous Functions)可導 出H1控制之李亞普諾夫不等式檢測穩定矩陣，輔以平方和(Sum of square)去檢驗其連續模糊系統之穩定條件，最後去模擬例子，來證明 此方法之正確性 i

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6061鋁合金於累進式背擠製成型研究

由劇烈塑性變形(Severe plastic deformation, SPD)方法達到超細晶粒(Ultrafine-grained, UFG)材料已被廣泛研究，本文採取由Fatemi-Varzaneh[20]等人提出的累進式背擠製(Acumulative back extrusion, ABE)於室溫對6061鋁合金加工。透過實驗與模擬，搭配不同的沖頭比(Deformation ratio,DR)與內沖頭行程(Die stroke,DS)，並配合硬度、微觀結構與有限元素模擬分析，探討ABE擠製過程的機制，與不同實驗參數造成的效應。經由有限元素模擬分析與實驗結果比較獲得良好的一致性，DR與DS會影響材料加工硬化與硬度均勻程度的變化，而本研究中能夠產生奈米等級的晶粒，但大部分晶界仍保持在低角度，顯示在仍無法達到超細晶粒的要求。

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模糊系統觀測控制器設計─齊次多項式尤拉法

本論文主要研究連續模糊系統的非二次穩定(non-quadratic stability) 條件，以泰勒級數建模得出模糊系統，且以非二次的李亞普諾 夫函數(Lyapunov function) 及對時間的變化率作為穩定的條件，對 於決定擴展狀態的高階李亞普諾夫函數，其形式為 V(x,e)=[x e][adj(Q(x)) 0;0 U(e)][x;e] 而使用尤拉齊次多項式可以排除V(x,e)對時間t 微分所產生Q(x) 之 微分項，再以平方和方法(Sum-of-Squares) 來檢驗模糊系統的穩定條 件，並設計出其觀測器及控制器。 由於觀測器與控制器的相依性，分離設計並不容易，本論文將以 限制條件分段解析，並找出有條件下的分離設計方法。

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H∞控制器與狀態回授估測器設計-齊次多項式平方和檢測法

本論文主要探討在連續時間下，考慮一加入干擾的非線性系統，再利用H∞性能指標來探討非線性系統的穩定性與性能影響，而我們藉由尤拉齊次定理分別推導出H∞控制系統與H∞狀態回授估測系統的李亞普諾夫檢測條件，因利用尤拉齊次多項式定理的關係，我們可以避免了李亞普諾夫函數V(x)對時間t微分所產生的Q(x)之微分項。 　　最後，再將所得之李亞普諾夫函數經平方和檢測方法改寫為純量形式，以平方和檢測法去檢驗其系統之穩定性，藉此確保我們的閉迴路系統的穩定性與狀態回授估測器追蹤狀態的性能，在論文的第五章我們分別提供控制系統與狀態回授估測系統各2個數值分析的例子，來證明其有效性。

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以有限元素法與反應曲面法分析加工路徑對傘齒輪之旋轉鍛造最佳化設計之影響

本文將利用有限元素軟體Deform-3D進行模擬分析，研究上模具運動路徑為行星及螺旋軌跡之旋轉鍛造傘形齒輪，並採用六因子三水準Box-Behnken實驗設計，透過迴歸分析建立二階多項式預測模型，求得齒輪在良好填充率下，應變均勻度最小之最佳化解。結果顯示品質特性之預測模型具有精確度；初步研究最佳化結果顯示行星軌跡優於螺旋軌跡。

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光學鏡片模具之模流分析與成品誤差檢測

目前光學透鏡主要生產方式以射出成型工法為主，精密的光學元件需要高精度的要求，想要製作高品質的光學透鏡的製程條件也必須以高規格的要求。本研究為整合模流分析及逆向工程的技術來進行光學透鏡的射出成型及誤差分析的研究，並且討論模流分析與逆向工程應用於射出成型中的優點。傳統上生產射出成型產品依賴工程師的經驗，而研究中利用模流分析進行射出成型過程中的參數研究，以提高成品零件的品質，透過逆向工程進行驗證判斷成品誤差來源，提供模具的修改指引，並且以實際的模具設計及製造探討一項光學產品經由射出成型製造的可行性。

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CAE應用之肋特徵辨識技術發展

肋為CAD模型中常見的特徵，在零件設計中通常用來作為補強的功用。在CAE分析中，需要由CAD模型轉換為網格，由CAD模型中擷取肋的特徵有助於網格化方法的發展，以便建立合適的網格。本研究的目的為發展CAE網格化應用之肋特徵辨識技術。在本方法中，需要建立邊與面的拓樸資料，我們使用AAG的方法建立邊與面的關聯性資訊。此外，在CAD模型中常有混接曲面，使得邊與面的關係更複雜，因此，混接面之拓樸資料也需要建立並加以應用。本研究使用的搜尋方法為rule-based的方法，建立一組規則用以搜尋屬於肋的面。本方法的完整流程將在論文中完整說明，流程中每一步驟也將詳細說明。為驗證本研究方法的可行性，使用超過30個CAD模型作為測試案例，所有結果並整理成表格與討論。這些範例中絕大多數的肋均可正確地辨識，少數錯誤判斷的情況與其原因也將於論文中說明。