臺灣博碩士論文加值系統

近年隨著環保意識的抬頭，自行車由以往的代步工具，轉變成為熱門休閒運動之一。而自行車零件朝著輕量化與安全性的方向發展，在維持合理的製造成本與結構剛性的前提下，鍛造技術的運用，恰能符合前述條件。
鋁合金因具有密度小、強度與剛性高、抗衝擊性佳、耐腐蝕性佳、導熱散熱性好、回收再生性佳等優良特性，是自行車零件輕量化的首選材料。
本研究在模具開發初期運用DEFORM-3D有限元素分析軟體，針對AL-7075鋁合金材料，對自行車前叉肩蓋鍛造成形進行模擬分析，預測其成形材料最佳尺寸，並希望從模擬分析過程，提早發現在鍛造成形過程中可能產生的缺料、包料等缺陷。
經研究結果顯示，利用DEFORM-3D有限元素分析軟體模擬AL-7075前叉肩蓋的鍛造成形，可趨近真實的呈現鍛造成形過程，且經由模擬分析與實驗結果比對，鍛件外形產生的材質脆化現象，可由溫度場與速度場的呈現，進而驗證材料在約略其再結晶溫度時，延伸率會急遽降低的現象。由上述結果證明了DEFORM-3D有限元素分析軟體模擬此製程的可靠性，並有助於了解鍛件在成形過程中材料流動的方向與速度，應力、應變、溫度、成形負荷等情況。

In recent years, with the rise of environmental consciousness, bicycles have changed into one of the popular recreational sports instead of the transpotation in the past.And the components of the bicycle are developig in the direction of light weight and safety.Under the premise of maintaining logical manufacturing cost and the rigid structure, the application of the forging techniques is just in accordance with the requirements which are above-mentioned.
The Aluminum alloy is a preferred material for lightweight bicycle parts due to its low density, high strength and rigidity, good impact resistance, good corrosion resistance, good thermal conductivity, good recyclability, and other excellent properties.
This study uses DEFORM-3D finite element analysis software at the early stage of mold development. According to the 7075 aluminum alloy material, the forging shape of the bicycle fork crown cover is simulated and analyzed to predict the optimal size of the molding material, and it is hoped to find out from the simulation analysis process. In the process of forging, defects the situation such as missing materials and wrappings materials may occur.
The study’s results showed that the 7075 analog forging fork crown cover, can approach true rendering forging process by using DEFORM-3D finite element analysis software. Through the comparison of simulation analysis and experimental results, the appearance of the forging and the temperature field are very close to each other. From the above results, it was verified that DEFORM-3D finite element analysis software simulates the reliability of this process, and helps to understand the direction and speed of material flow, stress, strain, temperature, forming load, etc. in the forging process.

中文摘要...........................i
英文摘要..........................ii
誌謝.............................iii
目錄..............................iv
表目錄...........................vii
圖目錄..........................viii
第一章 緒論........................1
1.1前言...........................1
1.2文獻回顧.......................2
1.3研究動機與目的..................4
1.4研究方法與步驟..................5
1.5論文架構.......................6
第二章理論基礎....................7
2.1鋁合金........................7
2.1.1鋁合金的分類與特性............7
2.1.2鋁合金的鍛造性質..............9
2.2鍛造加工.......................11
2.2.1鍛造的分類...................11
2.2.2閉模鍛造金屬的變形與流動......15
2.2.3鍛模失效理論 .................17
2.2.4鍛件的缺陷...................19
2.3鍛件設計.......................20
2.3.1拔模斜度.....................21
2.3.2鍛件圓角.....................22
2.3.3鍛件公差.....................23
2.3.4加工預留量...................24
2.4鍛造模擬分析...................25
2.4.1塑性力學解析法...............25
2.4.2 DEFORM.....................25
第三章 研究方法...................29
3.1鍛胚與模具設計.................29
3.1.1鍛胚圖面設計 .................29
3.1.2鍛造模具設計.................33
3.2模擬參數規劃...................36
3.2.1胚料設定.....................36
3.2.2模具設定.....................37
3.3實驗設備介紹...................41
第四章 結果與討論..................44
4.1預成形模擬分析..................44
4.1.1預成形胚料成形性探討..........44
4.1.2預成形胚料溫度參數探討........49
4.2精整模模擬分析.................52
4.2.1精整模胚料溫度參數探討........52
4.2.2精整模胚料溫度與成形負荷探討...53
4.3鍛造實驗.......................55
4.4模擬與實驗比對..................59
4.4.1預成形實驗與模擬比對..........59
4.4.2精整成形實驗與模擬比對........61
第五章 結論與建議 .................63
5.1結論..........................63
5.2建議..........................63
參考文獻..........................64
Extended Abstract.................66

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