臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要使用有限元素分析進行模擬分析，瓶身材料使用之軟體中的FeFp (Finite elastic-finite plastic)材料模型完成超彈性材料的設定，此分析將其分為兩個部分進行分析，在改變瓶身厚度及不改變寶特瓶胚總重量下進行模擬分析與改變寶特瓶之結構形變分析，兩種不同情況來比較結果差異，找尋較佳分析結果達到結構體加強之目標。
本次研究主要以分析寶特瓶整體結構受橫向力之可抗碰撞性能分析，寶特瓶主要放置在實驗設計之平台進行碰撞實驗。此研究分為三個階段:(1)均一厚度原結構碰撞；(2)非均一厚度原結構碰撞實驗；(3)形變碰撞實驗，形變實驗採用加強環形式進行碰撞實驗。實驗過程均設定橫向力碰撞力為裝配線上所量測撞擊之數值30N力量。最後統整研究結果尋找出最佳的外觀結構設計。
本研究碰撞模擬分析的結果顯示，均一厚度原結構的應變會比非均一厚度原結構擁有較良好的強度，兩者最大應變量減少1.32×10−2。對於本研究中的碰撞點，雙加強環結構的數值結果與單加強環結構設計相比非常接近，然而雙加強環結構設計在最大應變方面略微優於單加強環結構。兩者之間最大的應變量減少1.6289×10−1。透過本研究分析提供廠商設計上的改善與實驗證明參考。

This simulation mainly uses Abaqus finite element analysis . The FeFp material model in Abaqus is used to set up the hyperelastic material for the bottle body. The analysis is divided into two parts: simulation analysis with changing bottle thickness and without changing the total weight of the PET preform, and analysis of structural deformation of the PET bottle. The results of the two different simulation are compared to find the best analysis results to achieve the goal of strengthening the structure.
The main objective of this research is to analyze the impact resistance performance of the overall structure of Polyethylene Terephthalate(PET) bottles under lateral forces. The experimental setup consists of the PET bottles are placed on dual platforms of 3D printing, with the first platform fixed, and a lateral force of 30N applied to the second platform for collision testing. The collision research is divided into three stages: uniform thickness of original structure collision, non-uniform thickness of original structure collision, and deformation collision testing of structural differences. The experiments consist of two types : thickness analyze and structural deformation analyze. The lateral collision force is set at 30N, as measured by the manufacturers system. The deformation collision testing uses a reinforcing ring for collision experiments. The results indicate that the single reinforcing ring with non-uniform thickness is the best design for withstanding a lateral collision force of 30N for the external structure.
The results of the collision simulation analysis in this study show that the uniform thickness of original structure has better strength than the non-uniform thickness of original structure, with a maximum strain difference of 1.32×10−2. Regarding the collision point considered in this study, the numerical results of the double-reinforced ring structure are very close to those of the single-reinforced ring structure design. However, the double-reinforced ring structure design slightly outperforms the single-reinforced ring structure in terms of maximum strain. The maximum strain difference between the two is 1.6289×10−1. The analysis in this study provides design improvements for manufacturers and experimental reference.

摘要 .......................................................................i
Abstract......................................................................ii
誌謝 .....................................................................iii
目錄 ......................................................................iv
表目錄 ......................................................................vi
圖目錄 .....................................................................vii
符號說明 ......................................................................ix
專有名詞說明...................................................................xi
第一章 緒論...................................................................1
1.1 前言...................................................................1
1.2 研究動機與目的..........................................................1
1.3 文獻回顧...............................................................2
1.4 論文架構...............................................................3
第二章 實驗軟硬體設備介紹......................................................4
2.1 軟體介紹...............................................................4
2.1.1 Abaqus簡介.............................................................6
2.1.2 Abaqus CAE.............................................................7
2.2 硬體實驗設備介紹........................................................8
第三章 模擬分析與設定.........................................................10
3.1 Abaqus分析介面........................................................10
3.1.1 Abaqus分析建構模型.....................................................11
3.1.2 Abaqus零件Part模組....................................................12
3.1.3 Abaqus材料Property模組................................................13
3.1.4 Abaqus組裝Assembly模組................................................18
3.1.5 Abaqus 分析步Step模組..................................................19
3.1.6 Abaqus 交互Interaction模組............................................22
3.1.7 Abaqus 荷重Load模組...................................................23
3.1.8 Abaqus 網格Mesh模組...................................................26
3.1.9 Abaqus工作Job模組.....................................................30
第四章 碰撞實驗與實驗理論.....................................................32
4.1 實驗產品規格...........................................................33
4.2 碰撞實驗設計...........................................................36
4.3 碰撞實驗條件定義.......................................................37
4.3.1 碰撞數值定義...........................................................37
4.3.2 應變規設置.............................................................38
4.3.3 應變規數值存取.........................................................38
4.3.4 應變規數值轉換說明.....................................................39
4.3.5 碰撞線繪製.............................................................40
4.3.6 實驗與分析數值比對.....................................................41
4.4 實驗設備架設...........................................................41
第五章 研究結果與討論.........................................................43
5.1 厚度分析結果...........................................................43
5.2 形變分析結果...........................................................47
5.3 實驗結果驗證...........................................................49
5.4 實驗迴歸分析...........................................................52
第六章 結論與未來展望.........................................................55
6.1 結論..................................................................55
6.2 未來展望..............................................................55
參考文獻......................................................................56
附錄一 碰撞分析詳細數值(均一厚度................................................58
附錄二 碰撞分析詳細數值(非均一厚度).............................................60
附錄三 碰撞分析詳細數值(加強環結構).............................................62
附錄四 碰撞實驗詳細數值(原結構30N)..............................................63
附錄五 碰撞實驗詳細數值(雙加強環30N.............................................72
Extended Abstract.............................................................82
I. Introduction..........................................................83
II. Analytical Methods....................................................83
III. Experimental Methods..................................................83
IV. Results and discussion................................................84
V. Conclusions...........................................................84

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