未來展望

本研究已針對在熱壓機台上之超音波振動系統建立最佳化設計，

並改善輸出振幅均勻度且進行實驗驗證，後續可進行的研究如下：

(1) 在有限元素分析中，為了使模型更接近真實狀態，將考慮阻抗特 性及熱壓過程中模具受負載時造成的頻率偏移。

(2) 針對振幅放大器母材進行高溫材料試驗，取得較可靠的材料參數，

提高在高溫下有限元素分析的準確性。

(3) 因加工尺寸上的誤差造成共振頻率的偏移，未來可利用有限元素 分析，改變設計變數，模擬振動系統之特性是否在界定範圍內，

進而制定出尺寸公差。

(4) 目前已驗證有最佳化設計之準確性，但尚未考慮模具之影響。在 超音波輔助玻璃熱壓系統中，會針對不同玻璃成品之需求，而有

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不同的模具設計。故未來可針對模具的幾何外形進行分析，並對 模具外形做最佳化設計，得到符合要求之超音波振動系統。

90 Ultraschalleinwirkung”, Naturwissenschaften, 1955, Vol.42, p.556.

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[28] S. Y. Chen, “SmartDO Version 2.0 Manuals”, FEA-Opt Technology, 2008.

93

附錄 A 常溫下超音波振動系統之最佳化試驗

在 4.5 節常溫下之最佳化設計中，先針對不同輸出端面積之振幅放 大器，其放大器輸出面直徑為 65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、

90mm 之最佳化設計。設計變數示意圖如圖 4-3 所示；設計變數初始值

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圖 A- 7：放大器輸出面直徑為 65mm 之最佳化後相對位移分布圖

圖 A- 8：放大器輸出面直徑為 70mm 之最佳化後相對位移分布圖

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圖 A- 9：放大器輸出面直徑為 75mm 之最佳化後相對位移分布圖

圖 A- 10：放大器輸出面直徑為 80mm 之最佳化後相對位移分布圖

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圖 A- 11：放大器輸出面直徑為 85mm 之最佳化後相對位移分布圖

圖 A- 12：放大器輸出面直徑為 90mm 之最佳化後相對位移分布圖

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100

101

附錄 B 高溫下超音波振動系統之最佳化試驗

在 4.6 節中所嘗試的 Hightemp1 最佳化設計，其振幅放大器之溫度 分布如表 4-5，其設計變數示意圖如圖 B-1。

設計變數：

階梯型放大器長度(H)，初始值：70mm

階梯型中直徑 60mm 長度(L)，初始值：40mm 階梯型中連接處導角(R)，初始值：11.5mm 圓柱型放大器長度(G)，初始值：140mm 設計變數邊界條件：

50mm ≤ H ≤ 80mm (B-1) 20mm ≤ L ≤ 60mm (B-2) 5mm ≤ R ≤ 12.5mm (B-3) 110mm ≤ G ≤ 160mm (B-4) 限制條件：

|frequency − 35300Hz| ≤ 200Hz (B-5) 目標函數為：

minimize

^|U

^−U

^|

|U

|

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圖 B- 1：Hightemp1 之設計變數示意圖

最佳化設計之結果為表 B-1，最佳化收斂曲線如圖 B-2，最佳化後其振 動型態與相對位移分布圖如圖 B-3，最佳化後其輸出端面相對位移分 布如圖 B-4。

103

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圖 B- 3：Hightemp1 之最佳化後相對位移分布圖

圖 B- 4：Hightemp1 之最佳化後輸出相對位移圖

-0.65 -0.625 -0.6 -0.575 -0.55 -0.525 -0.5 -0.475 -0.45 -0.425 -0.4

0 5 10 15 20 25 30 35

UZ

輸出端面半徑(mm)