本文標題：" 金屬材料強度分析實驗儀器簡介-光學常識"

金屬材料強度分析實驗儀器簡介-光學常識

利用電腦輔助工程設計分析(CAE)進行機車前車架結構之設計分析，

并以測試驗證其模型與分析結果。內容包括：建立有限元素分析模型、結構模態分析與測試、靜態剛性強度分析與測試、

以及殘留應變分析。在執行相關之分析前必須先確定有限元素分析模型之等效性，

然后再進行模擬分析方能獲得準確的結果。首先采用ANSYS建立機車前車架結構之有限元素分析模型

，為提升分析模型的準確性，有限元素分析模型所需之材料機械性質皆透過拉伸試驗來獲取。

車架結構有限元素模型之等效性可藉由重量、重心的量測以及實驗模態分析所獲得之模態參數進行驗證比對，

其目的為確認有限元素模型質量與剛性的分佈情形，車架結構模型比對完成并確定有限元素模型為等效模型后，

即可進行有限元素靜態之剛性與強度分析(扭轉剛性與彎曲剛性)，同時執行剛性測試，

初步需依照實際車架組裝過程中，所有零組件之相關位置及作用情形并設計出可取代實際車架結構固定情況之

治夾具設計出車架剛性測試平臺。測試項目包括剛性與應變之量測，透過分析過程中可預測結構材料的變形以及應力分佈情形，

并將分析與測試進行結果之比對。完成模型驗證以及剛性與強度分析之后，

可更深入探討車架矯正過程中之殘留應變與強度。

有限元素分析模型必須擷取由拉伸試驗獲得塑性區之應力應變曲線并將其曲線輸入有限元素分析模型中，

并根據實際車架矯正過程中可能發生之情形加以模擬分析，

藉由材料非線性分析結果可得知車架結構以不同之矯正方式其殘留應變位置，后進一步提出佳的矯正方式，

減少殘留應變發生于銲道位置上。

關鍵詞：機車車架、有限元素模型、實驗模態分析、剛性分析與測試、材料非線性、殘留應變與強度分析

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