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5.1 結論

本研究目前已完成高溫旋壓加工之有限元素分析模組,並且以此 模組與實驗之結果進行驗證,證實其成果具有相當的參考價值。

研究中首先以 Abaqus/Standard 建立高壓鋼瓶之耐壓爆破測試模 型,由內部線性升壓至 80MPa,並以達到降伏強度與否為基準,取得 符合強度之最輕巧鋼瓶設計,計算出鋼瓶設計所需的原始厚度為 3.5 公厘。

其後以此厚度為基礎,採用 DEFORM 內建材料資料庫的

SAE1020 在 1200℃下的材料性質配合高溫單軸拉伸試驗結果,經平 移及擬合後獲得材料應力應變曲線,以 Abaqus/Explicit 建構出高壓鋼 瓶旋壓成形加工有限元素模型,分為三步驟進行模擬分析,並與實驗

現象,而在瓶頸處較薄,在外形上除了未加工區段的凸起及步驟三瓶 口處的尖點外,加工區段的外形相當相似,符合預期。因此初步可確 認本研究所採用的有限元素旋壓成形分析模組應為可靠。

5.2 未來工作

圖 44 各階段之工作內容

本研究已完成旋壓成形模擬並與實驗結果驗證,後續將先針對旋 壓模擬結果與設計尺寸之內壓爆破測試模擬進行比較,以確保尺寸設 計及旋壓製程的正確,其後針對本研究之分析模組的誤差進行改善,

並且修改各種不同製程參數後,重複前述工作進行鋼瓶尺寸及製程的 最佳化分析

5.2.1 改進分析模組 Gleeble-3500 所得之材料性質數據最高應變率只到 3(1/s),而旋壓 加工時工件的應變率最高達 400(1/s),因此未來將進行更高應變率

1. 將旋壓加工模擬結果輸出以進行耐壓爆破測試模擬,確保此製程 製作出的成品符合強度規範。

2. 更改不同母材厚度重複前兩階段的模擬試驗,進行鋼瓶設計的最 佳化。

3. 進行各種不同製程參數的分析,如工件自轉速度、輥輪尺寸及各 道次路徑等,以達到提升成形性及製程最佳化之目的。

4. 以厚度及外徑分布為基準比較實驗與模擬結果,以確保成品的可 靠度。

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