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機車輪圈安全性能之有限元素分析與設計驗證測試

為了解決BMW Motorrad USA的問題，作者沈明陽 這樣論述：

本論文使用有限元素法輔助設計開發輕量化的電動機車之輪圈，在設計階段進行結構分析來評估輪圈的安全性能。輪圈的安全性能以日本規範JASO-T203為依據，輪圈所使用的材料為鑄造鋁合金A356-T6，採用重力鑄造製成，輪圈造型使用MT類型的胎環，由於設計規範JIS-4215中對於胎環的截面造型有尺寸及公差的限制，因此使用中空的輪轂與五輻的輪輻設計以達成輕量化效益。研究中，依照JASO-T203規範的測試條件來建立分析模型以進行四項功能性測試的分析，包括彎矩疲勞測試分析、徑向疲勞測試分析、扭轉疲勞測試分析以及衝擊測試分析，由分析結果判讀是否滿足設計需求後，再對輪圈做必要的設計變更。最終的設計結果顯示

，電動機車的前輪從原本的2.734kg降到了2.550kg，減輕了將近200公克；而後輪則從原本的3.864kg提高到3.908kg增加了40公克左右，與原本差異不大，但是最高應力有明顯下降。前輪彎矩疲勞分析的最高應力從原本的230MPa降到了95MPa，而後輪則從原始的123MPa降到了59MPa，代表設計變更的結果能夠有效降低最大應力，提升安全性能。設計完成後，試製原型輪圈並進行驗證測試。測試結果顯示，四項功能性皆通過規範制定的標準。本論文所設計開發之AE-03以及AE-08兩車款的前後輪，目前已使用於宏佳騰公司市售的Ai-1以及Ai-3系列電動機車上。