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研究生： 王國龍
Wang, Kou-Long
論文名稱： 旋轉複合疊層圓柱殼基本振頻對纖維角度之最佳化分析
Maximization of the Fundamental Frequencies of Spinning Composite Cylindrical Shells with Respect to Fiber Orientation
指導教授： 胡宣德
none
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年： 2004
畢業學年度： 92
語文別： 中文
論文頁數： 113
中文關鍵詞： 基本振頻 、圓柱殼 、最佳化分析
外文關鍵詞： Cylindrical Shells, Fundamental Frequency
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    • 由 於 複 合 材 料 具 備 材 質 輕、 高 勁 度、 低 導 熱 等 優 越 的 特 性， 已 被 廣 泛 應 用 於 先 進 工 業 工 程 結 構 上。 為 避 免 結 構 物 產 生 共 振 現 象 ， 使 材 料 超 過 容 許 變 位 而 破 壞 ， 因 此 結 構 物 振 動 頻 率 的 分 析 乃 成 為 結 構 設 計 上 之 準 則 之 一 。
    本 文 利 用 有 限 元 軟 體 ABAQUS 來 分 析 複 合 疊 層 圓 柱 殼 (軸) 之 基 本 振 動 頻 率 受 邊 界 條 件 、 纖 維 角 度 、 疊 層 數 目 及 等 速 旋 轉 後 所 造 成 的 影 響 ， 並 應 用 黃 金 分 割 法 來 求 出 複 合 疊 層 圓 柱 殼 (軸) 中 ， 最 佳 纖 維 之 排 列 角 度 及 其 對 應 之 最 高 基 本 振 動 頻 率 。
    分 析 結 果 顯 示 ， 在 各 種 不 同 的 情 況 下 ， 疊 層 圓 柱 殼 (軸) 基 本 振 頻 隨 厚 度 的 增 加 而 上 升， 在 大 部 分 的 情 形 下 基 本 振 動 頻 率 隨 轉 速 的 增 加 而 上 升 (例 外 部 分 在 文 中 有 特 別 說 明 之 )， 若 選 擇 適 當 的 纖 維 角 度 與 堆 疊 方 式，則 可 提 高 疊 層 圓 柱 殼 (軸) 之 基 本 振 頻 。

    none

    提要............Ⅰ 誌謝............Ⅱ 目錄............Ⅲ 表目錄..........Ⅷ 圖目錄..........Ⅸ 第一章 緒論............1 1.1 研究動機............1 1.2 研究方法............3 1.3 本文目的............4 1.4 本文內容與架構......5 第二章 材料勁度矩陣....6 2.1 殼元素簡介..........6 2.2 材料主軸座標(1-2-3)系統下應力-應變關係.....7 2.3 元素座標(x-y-z)系統下應力-應變關係.........9 2.4 合應力與合力矩關係........................10 第三章 有限元素之振動分析....................14 3.1 振動方程式的推導..........................14 3.1.1 哈密爾頓原理(Hamilton's principle)......14 3.1.2 元素之振動方程式........................15 3.1.3 結構之振動方程式........................18 3.2 自然頻率與振態之分析......................19 第四章 黃金分割法與收斂性分析................23 4.1 基本概念..................................23 4.2 黃金分割法之演算及其收斂..................26 4.3 數值分析流程..............................27 4.4 收斂性分析................................27 第五章 數值範例與分析探討.....................29 文獻回顧比較..................................29 5.1 問題說明..................................31 5.2 黃金分割法計算說明與圓柱殼受邊界條件之影響說明..............................................33 5.2.1 黃金分割法的計算流程....................33 5.2.2 不同疊層狀況的複合疊層圓柱殼(軸)，纖維角度邊受界條件的影響................................35 5.3 在靜止時，複合疊層圓柱殼(軸)在不同軸向長度下，纖維角度對振動頻率之影響......................36 5.3.1 薄殼 ...................................36 5.3.2 厚殼 ...................................37 5.3.3 不同疊層狀況對其纖維角度與振動頻率最佳化之結果............................................37 5.4 在轉速度為10000RPM時，複合疊層圓柱殼纖維角度對振動頻率之影響................................38　 5.4.1 薄殼....................................38 5.4.2 厚殼....................................39 5.4.3 不同疊層狀況對其纖維角度與振動頻率最佳化之結果............................................40　 5.5 在轉速度20000RPM時，複合疊層圓柱殼纖維角度對振動頻率之影響..................................42 5.5.1 薄殼....................................42 5.5.2 厚殼....................................42 5.5.3 不同疊層狀況對其纖維角度與振動頻率最佳化之結果............................................43　 第六章 結論與建議............................45 結論..........................................45 建議..........................................46 參考資料......................................48 附錄.........................................108

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    下載圖示 校內：2006-07-13公開
    校外：2006-07-13公開
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