拓樸最佳化設計方法於單車鏈條外鏈片設計之研究

Abstract

由於滾子鏈條具有高傳輸效率與低成本的優點，因此在廣泛的被應用在動力傳輸的領域。本研究利用雙向演進式結構最佳化方法(Bi-Evolutionary Structural Optimization)對滾子鏈條之外鏈片進行結構最佳化設計，在與現有外鏈片相同體積條件下，以其剛性最大化為設計目標，利用BESO方法找出強度較高的外鏈片拓樸結構。本研究並提出等體積雙向演進式結構最佳化方法(Bi-Evolutionary Structural Optimization with Constant Volume，BESOCV)，BESOCV方法之特色為起始體積與目標體積相等，且運算過程會一直維持相同目標體積直到收斂。透過三個測試範例中，BESO與BESOCV拓樸結果皆相同。兩方法最大的差別在運算時間與疊代次數，在3種測試問題中BESOCV減少之運算時間為21%~42%，疊代次數為14%~43%。 本研究成?利用BESO與BESOCV方法找出相同之外鏈片拓樸結構，且設計出5種新型外鏈片結構，BESOCV方法減少之運算時間為57%~78%，疊代次數減少54%~80%。本研究挑選其中較好的3種設計與傳統鏈片做進一步比較，透過ANSYS模擬，在結構之最大應力值與總應變能皆小於現有鏈片外型，最大應力值改善量有59%~66%，總應變能改善量為67%~68%，整體改善量來說，新型設計鏈片是優於現有設計鏈片的。在實驗驗證方面，本研究利用相同材料，實際製作3種新型與傳統外鏈片，並透過拉伸試驗驗證鏈片之強度，實驗方式利用外鏈片在相同力量下，產生的位移量愈小，代表結構強度愈好，實驗結果也證明新型3種設計鏈片也是優於傳統鏈片的，且位移量之改善量為49%~52%。

Date of Award	2016 Aug 22
Original language	Chinese
Supervisor	Chih-Hsing Liu (Supervisor)