平面应力集中因素之分析

中华大学

专题报告

平面应力集中因素之分析Analysis of plane stress concentration

factors

学系别：机械工程学系

学号姓名：I10406051 陈智峰

学号姓名：I10406052 林筠贵

学号姓名：I10406055 胡水泉

学号姓名：I10406046 陈毅

指导教授：陈精一博士

2016年6月

中文摘要

随着人类物质生活水平以及全球工业产品质量水准的提高，对于产品不仅仅只是在需求方面，更注重于产品的质量问题。而高水平制造出的工业产品，不仅体现在材料的性能上，也偏重于材料尺寸设计的最优化。运用计算机辅助分析软体所得出的结论进而判别是否符合设计标准，是提高工业产品生产效率和降低制造成本的关键。所以，对于一个高标准的产品来说，以合理化的尺寸设计来降低应力集中造成的结构破坏是提高产品制造水准的基础。而如何设计出合理化的产品尺寸，减少应力集中。就是吾人此次要探讨的问题之一——应力集中因素分析，本次研究采用单一变量法进行探讨材料的尺寸参数与应力集中因素的相关性，通过实验数据进行画图分析，再利用线性相关法进行处理并得出相关结论。

关键词：应力集中因素材料合理化设计单一变量法

ABSTRACT

With the level of human material life and the global industrial product quality standards, the product is not only in terms of demand, but also focus on the quality of products. And the high level of industrial products produced, not only reflected in the performance of the material, but also emphasis on the optimization of the material size design. So, for a high standard product, the reasonable size design is the basis of improving the level of product manufacturing. And how to design the reasonable size of the product. I this is to explore the problem of stress concentration factor, this study using a single variable method to explore the size parameters of the material and the relevance of stress concentration factors. Through experimental data for drawing analysis. Using the linear correlation method for processing and draws the related conclusion.

目录

中文摘要 (1)

ABSTRACT (1)

谢辞.............................................................................................P 目录 (1)

表目录 (1)

图目录 (1)

第一章绪论 (1)

1-1 前言 (1)

1-2 研究的目的及其重要性 (1)

1-3 研究的方法 (1)

第二章有限元素的模型 (2)

2-1 2-1 有限元素软体的介绍 (2)

第三章有限元素实例分析…………………………………………………P 3-1 问题描述…………………………………………………………………P 3-2 有限元素模型介绍………………………………………………………P

第一章：绪论

1-1前言

由于电子计算机的发展以及国内外软体的强大化，使我们更方便与有效的使用计算机来帮助我们从事工程设计分析的工作。对机械专业的学生而言，掌握基本的计算机辅助分析是学好该专业的基础。一件产品的研发、设计、至最后量产，不仅需要工程图，而且需要仿真模拟分析该产品的结构破坏性，借由计算机的辅助不但可以降低制造过程中的成本，还可以提高产品的生产率。

由廿十世纪进入廿一世纪，引导人类科学技术取得突破性的发展，将是与计算机相结合的科技。而计算机软体的应用与发展也得利于计算机科技的不断进步，用计算机辅助产品的开发、设计、分析与制造，已成为近代工业高效率生产的主导性因素。

何谓电脑辅助工程(computer-aided engineering，简称 CAE) ? 首先，在这里给「电脑辅助工程」下一个简单的定义是：「利用计算机与资讯科技(包括电脑软、硬体技术)来帮助工程师，更有效率且更经济地完成工程上的任务」。工程上的任务，吾人可视为完成一个产品的设计并进行量产，例如车床的设计与生产；不但要完成一个产品的工程图绘制，依其工程图进行加工制造；而且要完成一个产品的分析 (承受外力)，了解其变形、应力与应变，以便完成设计破坏参考之依据。工程上的任务，可依其目的而定，故有其相对应的软体完成，例如有绘图软体、结构分析软体、流体力学分析软体，资讯整合软体等。目前 CAE 则偏重在电脑资讯技术之整合运用，并配合对专业工程领域之了解，用以协助工程师有效地运用日新月异之资讯科技，提升工程的效率与品质，并迎接二十一世纪的电子化与资讯化社会。

然而，不管电脑多有效率地处理工程问题，并提供工程问题之解答，但最后工程师必须有能力检验并判断电脑所提供之解答是否合理正确，并做出最后之决定，而工程师亦应培养出专业之工程判断能力与经验，而不能只是形同电脑操作员，完全依赖电脑之答案。虽然电脑与资讯科技能在许多方面协助工程师更有效率地处理工程上的事务，但要有效地应用与导入电脑与资讯科技并非一件容易的事，必须仰赖对工程专业知识领域的相当瞭解与对各种资讯科技之有效掌握，并能加以整合运用，才能成功。所以传统的学术理论专业课程还是不能偏废，只是