中原大學機械工程學系學位論文
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過去在鑽削加工上著重於鑽削不同材質如何選擇適當的鑽削參數；而在鑽頭研磨方面也多半考量鑽頂幾何及其與鑽削力學間的關係。對於研磨輪的選用、研磨輪的修整、修磨次數及研磨液的使用等不同的鑽頭研磨參數選擇，以及鑽頭的鑽削性能及鑽孔品質的影響，則較少提及。 本研究以鑽頭研磨參數為研究對象，應用田口實驗計劃法規劃鑽頭研磨實驗，以刀具研磨機加裝鑽頭附件研磨鑽頭，並使用綜合加工機進行低碳鋼材質工件的鑽削。以田口方法規劃實驗，雖減少實驗次數但仍由田口實驗計劃法中所設定的實驗配置中取得數據，作為分析的依據，藉由SN比輔助表取得鑽頭研磨參數的最適條件。並透過變異數分析的方式，得到鑽削性能實驗、鑽孔品質實驗中各因素對結果產生的影響程度。最後則以最適條件因素進行確認試驗，與工程推定值相較，重現性為3.61％～24.5％的範圍內。
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氣體輔助射出成型的技術在國內已被廣範的應用，由於氣體具有可壓縮性，不容易作精密控制，加上對週邊操作環境敏感，因此在成品製程上因導入之氣體常有較不穩定的生產狀態，成型條件的控制上較為複雜。而射出成型機射出行程計量、材料溫度的穩定性，對於氣體輔肋射出成型品品質的重複性與安定性也有相當程度的影響。使用傳統上的經驗法則或試誤法來決定相關之製程參數，只會造成製造成本的提高及增加產品的不良率。藉由電腦輔助工程來模擬分析氣體輔助射出成型中的充填與進氣過程，並依據分析結果提供現場工程師做製程調整的參考方向。 本研究利用Moldflow模流分析軟體來獲得成品在成型週期中每一過程的狀況，藉由單一參數實驗方法，來進行個案中的各項製程參數做整體性的研究與探討，並以田口式實驗與變異數分析結果所獲得的最佳製程參數組合，來進行驗證實驗。第一個案例中，影響氣體穿透長度的主要因素順序為氣體壓力，熔膠溫度與短射尺寸。第二個案例中，影響氣體穿透長度的主要因素為氣體進氣延遲時間。儘管電腦模擬結果與實際射出成品的氣體穿透分佈範圍有明顯之差異，但是經由實際射出成型採用田口式實驗結果所獲得的最佳製程參數組合後，的確可獲得較佳的氣體穿透長度之表現，且成品的表面並無發現明顯凹痕。
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摘 要 本文針對應用扇形雙模式(Bimodal)壓電陶瓷體為基礎設配合周邊機構，設計研製一個可經由摩擦方式之旋轉型壓電馬達。其結構有夾具、預力、前端放大機構所組成，在輸入弦波電壓使整個壓電馬達經由摩擦方式傳遞能量，產生所需之旋轉運動。 本文採用有限元素法軟體ANSYS分析扇形雙模式壓電陶瓷體與周邊結構，以及旋轉型壓電馬達之輸出頭(output head)。經由電陶瓷體之軸向輸出位移與縱向輸出位移之運動軌跡及自然共振模態等，訂定重要參數之設計規格及方法。 另亦對研製之旋轉型壓電馬達進行實驗，以獲得輸出轉速與輸入電壓關係圖、扭力與輸入電壓關係圖和轉速時間關係圖、扭力時間關係圖，驗證其功能。
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本研究欲設計一具有高低頻操作頻率之壓電致動器驅動電路，驅動電路之前級為昇壓式直流轉換器，搭配後級之全橋換流器，架構出一兩級式驅動電路。於低頻操作時後級全橋換流器採用正弦脈寬調變換流切換控制策略，將前級所提供之高壓直流電壓準位，轉換為高壓低頻交流近似弦波之驅動訊號；於高頻操作時後級全橋換流器採用可程式脈寬調變換流切換控制策略，配合諧振電路產生高壓高頻交流弦波之驅動訊號。另使用單晶片微處理器做為壓電陶瓷驅動電路之中樞控制核心，以數位化方式，設計可調式操作頻率，以滿足不同操作頻率的壓電致動器之驅動需求。
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本文探討彈射體系統之彈體入水時，彈體受到的衝擊影響。以LS-DYNA軟體模擬彈體由空氣中完全進入水中的動態過程，比較不同的入水角度及入水速度，彈體所受到的衝擊應力，作為判斷彈體在整個過程中，是否會發生破壞的依據。 模擬彈體入水之動態過程，彈體入水角度分別為0度 與10度，並採用入水速度為70m/s、80m/s與90m/s，分析彈體入水過程中受到最大的軸向應力，以及彈體由空氣中完全進入水中之速度變化、加速度變化與完全入水所需時間。
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在本研究中提出的理論模型，是由方形截面樑在不同邊界條件下，受到一週期性交變負荷集中力作用，產生小變形振動的尤拉樑。考慮在此結構產生一直裂式裂紋在樑的正中央。含呼吸式裂紋的懸臂樑之動態穩定分析在這是被提出來討論的。 首先使用漢米爾頓準則，求出系統的運動方程式、邊界條件和形狀函數。在振動和疲勞裂紋的分析中，在振動部份是使用Runge-Kutta的方法來描述振幅對負載的週期的關係。在裂紋模型上，採用呼吸式裂紋代替傳統開放式裂紋模型。而開放式裂紋勁度的推導採用破壞力學的理論求得。而Mathieu方程式和無裂紋時之勁度則採用Galerkin’s method來進行推導。在動態穩定性之影響則使用IHB來計算動態穩定和動態不穩定區域。在疲勞裂紋成長上，採用Modified Forman Model 計算出疲勞裂紋成長與次數之間的關係。 當我們知道動態穩定和動態不穩定區域時，我們可以知道此區域對振幅和裂紋成長的影響。在不同區域裡振幅有不同的現像，在穩定區裡振幅是穩定的，在不穩定區裡則會產生發散和節拍的現象。不同的振幅情形會使裂紋的成長有不同的速度，在動態不穩定區裡裂紋則會加速成長，這些情形將會是我們在這裡的主要研究。
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連桿在高速運動時，其變形對構運動位置有很大影響，隨著精密機械或微機電的應用，撓性連桿的振動與疲勞評估，日益重要，為確保機構零件之安全，疲勞裂紋成長的評估，是一個值得探的課題。在文獻中，撓性連桿的振動分析，已被許多學者探討，但含裂紋的連桿的振動分析，鮮少被探討，至於含裂紋的連桿的疲勞裂紋成長分析，更未有學者加以研究。 本文考慮在曲柄-滑塊機構中，分析含裂紋之撓性連桿的橫向振動問題。首先我們假設連桿為Timoshenko樑，以漢米爾頓(Hamilton)原理求得運動方程式和邊界條件，而連桿在滑塊的那一端為移動的邊界條件與實際狀況相同，再以滿足邊界條件的模態函數，利用Galerkin方法來推導出Mathieu方程式。然後再利用Runge-Kutta數值方法來探討連續和呼吸式裂紋模態的暫態振幅，並探討振動與疲勞裂紋成長耦合分析。結果顯示，自然頻率不受曲柄轉速率的影響、裂紋深度比愈深時，震動振幅亦會變大。綜合振動與疲勞的研究，解決振動與疲勞交互影響的盲點，在研究與應用上具有貢獻。
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本文重點為設計製作壓電驅動式之六軸微定位平台，並對該平台探討其靜態誤差補償方法。由實驗量取每軸之電壓-位移對應關係。配合三點三軸量測法之設計，取得平台姿態之參數輸出。比較藉由六軸微動平台逆向運動學計算之量測值與計算值，可得誤差補償模型，亦可估算誤差補償模型之精度。
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在西元2002年，Zhang和Sun推導出半連體模式與奈米板模式。他們利用原子間的性質來發現變形與橫向受力間的關係。在奈米等級，藉由兩原子間的彈性係數與層數來得到材料的楊氏係數。三層原子奈米板的彎曲已經被Zhang和Sun的奈米板理論和連體的Midlin板理論來分析。 在此篇研究中，藉由現有的von Karman板理論來作相同的分析。此處作三種板模態的比較，發現奈米材料的等效楊氏係數比起Midlin板理論更適用於von Karman板理論，而且當最大變形小於奈米板的厚度，則von Karman板理論代入等效楊氏係數，其變形也更接近於Zhang和Sun發展的奈米板模態。
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本文是以有限元素法模擬壓電懸臂樑之振動並與實驗相互驗證。關於壓電懸臂樑之數值模擬分析，首先建立系統之動態模型，藉由壓電懸臂樑之物理行為與壓電基本方程式得到系統之動能及位能，再利用有限元素法( finite element method )和( Lagrange equation )推導出系統之動態方程式。實際系統方面，利用雷射位移計量測壓電懸臂樑之位移量並將位移訊號傳回頻譜分析儀以得到壓電懸臂樑之頻率響應，透過數值模擬的結果與實際系統互相比較其差異性並探討本研究方法的優缺點。