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鋁圈擠製成形之有限元素分析

為了解決鋁圈壽命的問題，作者李懿哲 這樣論述：

隨著鋁材產品種類繁多，航空、鐵路、交通等，各行業對鋁材的需求日益迫切。鋁材擠壓成形和模具設計是保障產品的質量、縮短生產時間，和提高模具壽命的重要保證。因此如何改進傳統的模具設計方法，運用數值分析軟體來加快產品的開發速度、減少開發風險、提高產品的品質，已成為當前鋁材擠壓成形工業發展的迫切需求。本研究主要是針對自行車鋁擠製溫鍛製程，因為鋁圈薄層模擬分析過程中所產生的問題進行分析與討論。一般在以CAE軟體進行分析時，因為鋁錠在熱擠製成形過程中由分流孔至焊合室時，會由於軟體的網格重劃功能，將使得網格在重劃時產生穿透的情形，因而導致體積的流失，並使模擬工作無法持續進行，尤其在面對薄層工件時，上述現象尤

為嚴重。故本研究將嘗試以兩種方法來解決，第一種是使用預成形的模型帶入有限元素分析軟體DEFORM-3D裡，直接模擬鋁錠焊合情形；第二種係以DEFORM-3D結合NX軟體，對焊合面上相互穿透之網格進行重建的技術。如此便能解決鋁製輪圈在擠製情形時，因為溫度場及在非穩態成形過程中，所面臨的金屬流動問題。當網格重建的問題解決後，便能利用田口法的最佳化方法，針對模擬參數進行修改，並經由出口形狀的分析來避免成形不均勻的問題。分析結果可同時檢視材料內部之應力、應變、速度場及產品的成形性，以了解各個參數與擠製負荷之間的關係，及成品外形是否因為薄層擠製而產生成形缺陷，以期能提供一個具體可行的溫鍛鋁擠製之分析模式

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