本論文經由橡膠材料的實驗以及 MB275627 和 CW749200 兩個零件 分析結果,已經達到最終目標,並且適用於制振元件之開發過程,綜 合實驗與分析結果,可以歸納出下列幾點結論:
(一) 透過橡膠材料之特性實驗,已完成建立一套制振材料的非線 性特性之資料庫。
(二) 經由模擬分析過程,利用有限元素軟體 ABAQUS,可以建立一 套有限元素分析之制振元件開發流程。
(三) 不論是靜態或是動態分析方面,從分析結果顯示此開發流程 可有效地模擬制振元件,並且與制振元件圖面之規定相呼應。
(四) 根據分析結果中發現 strain energy 模式選項、網格數目、
step 種類等,都會對於分析結果有其一定影響。
(五)從 MB275627 與 CW749200 兩個零件分析結果,建議 MB275627 零件選用橡膠材料為 S504,而 CW749200 零件則是選用 S650。
第六章 未來展望
本次的研究中對橡膠材料的特性的觀察,可以相當地肯定橡膠材 料為非線性,然而實驗數值與分析數值有些許的落差,是否在橡膠材 料之材質方面有尚未清楚地了解,以及橡膠材料對於溫度、大氣壓力 等環境的影響是否有關係等,都是日後分析時,邊界條件設定需探討 的問題,以求達到實驗數值與分析值都能和目標值相當;但是實際上 製作防震元件時還有許多問題需探討,因此,在下面綜合提出幾個問 題,提供共同討論之:
(一) 橡膠材料
除了壓縮、拉伸、剪切,以及阻尼係數外,是否還有其他材料特 性,對於分析時有著重大的影響,需要加強,同時使得橡膠材料的資 料庫更為健全、完善。
(二) 環境效應
雖然分析結果和實驗值相接近,但仍有些許落差,是否是因為在 邊界條件設定時,沒有考慮在室溫、一般大氣壓之情況下,因此無法 實際模擬現實環境中防振器的作用效應。同上一個問題的目的一樣,
(三) 防震器之製造流程
今後整個橡膠材料設定、邊界條件設定的問題都能符合真實環境 的話,分析的結果也應與實驗值一樣,所以其產品的性能應該一致,
因此生膠在加硫的過程需要相當嚴格,因為只要加硫時間和溫度的不 同將會造成橡膠材料性質大不同,其關鍵在生膠進入射出成型機時就 已經開始加硫,所以對於工作人員的要求需相當嚴格,不然先前的模 擬分析都白費了。更嚴重的問題是未來客戶只提出零件所需之規格而 並不提供完整之零件圖形,在此一情況之下唯有 ODM 廠更加提昇本身 之技術層次,才有辦法解決未知的狀況。
參考文獻
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民國八十五年七月,1996。
件號:MB275627
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm)
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
49.51 ○ 1.56 77.614 ○ Mooney-Rivlin
46.32 ○ 1.64 75.96 × Van der Waals
50.86 ○ 1.44 73.24 ○ Yeoh
33.38 × 1.49 49.74 - Neo Hooke
41.57 ○ 1.67 69.24 ×
1400
Ogden
45.78 ○ 1.58 72.554 ○ Mooney-Rivlin
61.92 × 1.67 102.85 - Van der Waals
51.31 × 1.47 75.4257 - Yeoh
32.24 × 1.45 46.748 - Neo Hooke
41.04 ○ 1.64 67.26 ×
3400
Ogden
45.41 ○ 1.52 69.02 ○ Mooney-Rivlin
55.56 × 1.63 90.56 - Van der Waals
44.32 ○ 1.61 71.65 × Yeoh
30.41 × 1.57 47.74 - Neo Hooke
S504 45+−6
38.74 × 1.63 63.15 -
max1.6
9000
Ogden 表 4-1 MB275627 之 S504 分析結果比較
件號:MB275627
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm)
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
74.11 × 1.21 90.33 - Mooney-Rivlin
71.98 × 1.24 89.04 - Van der Waals
75.12 × 1.16 87.67 - Yeoh
50.78 ○ 1.36 69.17 ○ Neo Hooke
70.16 × 1.37 96.12 -
1400
Ogden
70.67 × 1.17 82.85 - Mooney-Rivlin
78.67 × 1.59 125.93 - Van der Waals
75.26 × 1.25 94.79 - Yeoh
49.38 ○ 1.38 68.24 ○ Neo Hooke
68.51 × 1.35 92.49 -
3400
Ogden
69.93 × 1.22 85.54 - Mooney-Rivlin
75.16 × 1.2 90.56 - Van der Waals
69.69 × 1.26 88.33 - Yeoh
48.38 ○ 1.46 70.84 ○ Neo Hooke
S580 45+−6
67.57 × 1.29 87.42 -
max1.6
9000
Ogden 表 4-2 MB275627 之 S580 分析結果比較
件號:CW749200,備註 P 方向
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm)
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
184 × 1.77 326 - Mooney-Rivlin
181 × 1.76 319 - Van der Waals
193 × 1.81 349 - Yeoh
164 × 1.88 308 - Neo Hooke
176 × 1.72 303 -
2500
Ogden
173 × 1.72 298 - Mooney-Rivlin
169 × 1.69 286 - Van der Waals
184 × 1.79 329 - Yeoh
159 × 1.87 297 - Neo Hooke
168 × 1.73 291 -
5000
Ogden
159 × 1.74 277 - Mooney-Rivlin
157 × 1.84 289 - Van der Waals
165 × 1.68 277 - Yeoh
146 × 1.77 258 - Neo Hooke
S504 295+−44
155 × 1.78 276 -
max1.6
15000
Ogden
表 4-3 CW749200,P 方向之 S504 分析結果比較
件號:CW749200,備註 P 方向
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm) 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
269 ○ 1.73 465 × Mooney-Rivlin
264 ○ 1.82 480 × Van der Waals
268 ○ 1.64 440 × Yeoh
236 × 1.73 408 × Neo Hooke
253 ○ 1.67 423 ×
2500
Ogden
260 ○ 1.77 460 × Mooney-Rivlin
257 ○ 1.63 419 × Van der Waals
259 ○ 1.71 443 × Yeoh
227 × 1.61 365 × Neo Hooke
249 ○ 1.64 408 ×
5000
Ogden
258 ○ 1.68 433 × Mooney-Rivlin
254 ○ 1.65 419 × Van der Waals
257 ○ 1.72 442 × Yeoh
225 × 1.68 378 × Neo Hooke
S580 295+−44
245 ○ 1.66 407 ×
max1.6
15000
Ogden
表 4-4 CW749200,P 方向之 S580 分析結果比較
件號:CW749200,備註 P 方向
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm) 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
235 × 1.63 383 - Mooney-Rivlin
237 × 1.67 396 - Van der Waals
243 × 1.7 413 - Yeoh
227 × 1.65 375 - Neo Hooke
232 × 1.59 369 -
2500
Ogden
230 × 1.62 373 - Mooney-Rivlin
233 × 1.65 384 - Van der Waals
235 × 1.68 395 - Yeoh
221 × 1.57 347 - Neo Hooke
226 × 1.66 375 -
5000
Ogden
228 × 1.71 390 - Mooney-Rivlin
230 × 1.68 386 - Van der Waals
231 × 1.64 379 - Yeoh
219 × 1.69 370 - Neo Hooke
S600 295+−44
224 × 1.58 354 -
max1.6
15000
Ogden
表 4-5 CW749200,P 方向之 S600 分析結果比較
件號:CW749200,備註 P 方向
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm) 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
287 ○ 1.53 439 ○ Mooney-Rivlin
284 ○ 1.43 406 ○ Van der Waals
294 ○ 1.57 462 ○ Yeoh
253 ○ 1.62 410 × Neo Hooke
279 ○ 1.34 374 ○
2500
Ogden
281 ○ 1.49 419 ○ Mooney-Rivlin
276 ○ 1.58 436 ○ Van der Waals
279 ○ 1.62 452 × Yeoh
247 ○ 1.48 366 ○ Neo Hooke
270 ○ 1.39 375 ○
5000
Ogden
278 ○ 1.42 395 ○ Mooney-Rivlin
274 ○ 1.55 425 ○ Van der Waals
275 ○ 1.59 437 ○ Yeoh
243 ○ 1.44 350 ○ Neo Hooke
S650 295+−44
269 ○ 1.6 430 ×
max1.6
15000
Ogden
表 4-6 CW749200,P 方向之 S650 分析結果比較
件號:CW749200,備註 P 方向
靜態(kgf/mm) 動態(kgf/mm)
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
334 ○ 1.56 521 ○ Mooney-Rivlin
310 ○ 1.62 502 × Van der Waals
328 ○ 1.65 541 × Yeoh
297 ○ 1.61 478 × Neo Hooke
338 ○ 1.71 578 ×
2500
Ogden
291 ○ 1.45 422 ○ Mooney-Rivlin
302 ○ 1.65 498 × Van der Waals
287 ○ 1.56 448 ○ Yeoh
274 ○ 1.59 436 ○ Neo Hooke
311 ○ 1.43 445 ○
5000
Ogden
299 ○ 1.35 404 ○ Mooney-Rivlin
298 ○ 1.67 498 × Van der Waals
290 ○ 1.52 441 ○ Yeoh
270 ○ 1.61 435 × Neo Hooke
S681 295+−44
305 ○ 1.37 418 ○
max1.6
15000
Ogden
表 4-7 CW749200,P 方向之 S681 分析結果比較
件號:CW749200,備註 Q 方向
靜態(kgf/mm) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
41.78 × Mooney-Rivlin
39.44 × Van der Waals
42.17 × Yeoh
38.33 × Neo Hooke
43.4 ×
2500
Ogden
40.67 × Mooney-Rivlin
37.18 × Van der Waals
40.98 × Yeoh
35.64 × Neo Hooke
42.37 ×
5000
Ogden
41.58 × Mooney-Rivlin
37.04 × Van der Waals
41.28 × Yeoh
35.12 × Neo Hooke
S504 50
40.32 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-8 CW749200,Q 方向之 S504 分析結果比較
件號:CW749200,備註 Q 方向
靜態(kgf/mm) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
47.81 ○ Mooney-Rivlin
46.47 ○ Van der Waals
47.64 ○ Yeoh
43.21 × Neo Hooke
46.46 ○
2500
Ogden
45.47 ○ Mooney-Rivlin
43.44 × Van der Waals
45.83 ○ Yeoh
40.81 × Neo Hooke
44.04 ×
5000
Ogden
44.39 × Mooney-Rivlin
42.89 × Van der Waals
44.23 × Yeoh
39.32 × Neo Hooke
S580 50
43.92 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-9 CW749200,Q 方向之 S580 分析結果比較
件號:CW749200,備註 Q 方向
靜態(kgf/mm) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
47.83 ○ Mooney-Rivlin
48.37 ○ Van der Waals
48.42 ○ Yeoh
45.47 ○ Neo Hooke
47.84 ○
2500
Ogden
44.67 × Mooney-Rivlin
44.33 × Van der Waals
43.59 × Yeoh
42.94 × Neo Hooke
43.36 ×
5000
Ogden
44.03 × Mooney-Rivlin
43.32 × Van der Waals
42.98 × Yeoh
41.76 × Neo Hooke
S600 50
42.64 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-10 CW749200,Q 方向之 S600 分析結果比較
件號:CW749200,備註 Q 方向
靜態(kgf/mm) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
57.43 × Mooney-Rivlin
58.62 × Van der Waals
57.31 × Yeoh
52.54 ○ Neo Hooke
57.37 ×
2500
Ogden
53.74 ○ Mooney-Rivlin
53.95 ○ Van der Waals
52.38 ○ Yeoh
47.33 ○ Neo Hooke
53.69 ○
5000
Ogden
50.63 ○ Mooney-Rivlin
51.83 ○ Van der Waals
51.26 ○ Yeoh
46.99 ○ Neo Hooke
S650 50
52.84 ○
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-11 CW749200,Q 方向之 S600 分析結果比較
件號:CW749200,備註 Q 方向
靜態(kgf/mm) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
72.34 × Mooney-Rivlin
65.82 × Van der Waals
68.15 × Yeoh
58.41 ○ Neo Hooke
67.58 ×
2500
Ogden
65.98 × Mooney-Rivlin
64.38 × Van der Waals
66.46 × Yeoh
55.75 ○ Neo Hooke
65.88 ×
5000
Ogden
58.67 ○ Mooney-Rivlin
56.35 ○ Van der Waals
60.46 × Yeoh
50.33 ○ Neo Hooke
S681 50
59.71 ○
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-12 CW749200,Q 方向之 S681 分析結果比較
件號:CW749200,備註 T 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
26.87 × Mooney-Rivlin
27.81 × Van der Waals
25.37 × Yeoh
20.15 × Neo Hooke
24.75 ×
2500
Ogden
24.58 × Mooney-Rivlin
26.83 × Van der Waals
23.64 × Yeoh
19.99 × Neo Hooke
24.27 ×
5000
Ogden
24.54 × Mooney-Rivlin
24.79 × Van der Waals
25.37 × Yeoh
19.89 × Neo Hooke
S504 40
23.65 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-13 CW749200,T 方向之 S504 分析結果比較
件號:CW749200,備註 T 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
36.56 ○ Mooney-Rivlin
37.52 ○ Van der Waals
36.89 ○ Yeoh
30.47 × Neo Hooke
36.22 ○
2500
Ogden
32.47 × Mooney-Rivlin
33.96 × Van der Waals
32.18 × Yeoh
26.43 × Neo Hooke
31.98 ×
5000
Ogden
30.85 × Mooney-Rivlin
31.53 × Van der Waals
31.73 × Yeoh
25.36 × Neo Hooke
S580 40
30.27 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-14 CW749200,T 方向之 S580 分析結果比較
件號:CW749200,備註 T 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
38.44 ○ Mooney-Rivlin
39.41 ○ Van der Waals
37.84 ○ Yeoh
31.38 × Neo Hooke
37.29 ○
2500
Ogden
32.98 × Mooney-Rivlin
34.85 × Van der Waals
33.87 × Yeoh
29.43 × Neo Hooke
33.51 ×
5000
Ogden
40.52 ○ Mooney-Rivlin
31.83 × Van der Waals
33.62 × Yeoh
28.67 × Neo Hooke
S600 40
32.84 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-15 CW749200,T 方向之 S600 分析結果比較
件號:CW749200,備註 T 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
44.83 ○ Mooney-Rivlin
43.67 ○ Van der Waals
45.37 × Yeoh
36.95 ○ Neo Hooke
44.53 ○
2500
Ogden
40.02 ○ Mooney-Rivlin
39.78 ○ Van der Waals
40.48 ○ Yeoh
33.75 × Neo Hooke
39.84 ○
5000
Ogden
39.28 ○ Mooney-Rivlin
39.74 ○ Van der Waals
39.66 ○ Yeoh
32.31 × Neo Hooke
S650 40
38.67 ○
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-16 CW749200,T 方向之 S650 分析結果比較
件號:CW749200,備註 T 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性
目標之
動倍率 網格數 模式
63.44 × Mooney-Rivlin
59.83 × Van der Waals
67.39 × Yeoh
50.36 × Neo Hooke
65.16 ×
2500
Ogden
53.49 × Mooney-Rivlin
54.35 × Van der Waals
60.84 × Yeoh
45.63 × Neo Hooke
58.23 ×
5000
Ogden
48.64 × Mooney-Rivlin
50.77 × Van der Waals
54.39 × Yeoh
43.82 ○ Neo Hooke
S681 40
49.94 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-17 CW749200,T 方向之 S681 分析結果比較
件號:CW749200,備註 R 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
62.53 × Mooney-Rivlin
65.77 ○ Van der Waals
74.83 ○ Yeoh
62.97 × Neo Hooke
72.84 ○
2500
Ogden
60.34 × Mooney-Rivlin
62.48 × Van der Waals
66.49 ○ Yeoh
61.23 × Neo Hooke
68.54 ○
5000
Ogden
59.46 × Mooney-Rivlin
60.52 × Van der Waals
64.26 × Yeoh
59.82 × Neo Hooke
S504 70
66.13 ○
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-18 CW749200,R 方向之 S504 分析結果比較
件號:CW749200,備註 R 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
70.89 ○ Mooney-Rivlin
68.77 ○ Van der Waals
75.23 × Yeoh
63.47 × Neo Hooke
72.94 ○
2500
Ogden
63.57 × Mooney-Rivlin
62.84 × Van der Waals
68.44 ○ Yeoh
60.52 × Neo Hooke
67.53 ○
5000
Ogden
60.58 × Mooney-Rivlin
61.48 × Van der Waals
66.76 ○ Yeoh
59.13 × Neo Hooke
S580 70
66.68 ○
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-19 CW749200,R 方向之 S580 分析結果比較
件號:CW749200,備註 R 方向
靜態(kgf-cm/deg) 動態 目標之
材料 目標值 分析值 可靠性 動倍率 分析值 可靠性 動倍率 網格數 模式
84.67 × Mooney-Rivlin
81.36 × Van der Waals
85.75 × Yeoh
77.42 × Neo Hooke
83.59 ×
2500
Ogden
77.89 × Mooney-Rivlin
75.74 × Van der Waals
78.35 × Yeoh
72.34 ○ Neo Hooke
76.71 ×
5000
Ogden
76.95 × Mooney-Rivlin
74.37 ○ Van der Waals
76.43 × Yeoh
70.68 ○ Neo Hooke
S600 70
75.73 ×
圖面尚未要求
15000
Ogden
表 4-20 CW749200,R 方向之 S600 分析結果比較