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崑山科技大學機械工程系
專題報告
題 目:射 出 成 型 機 之 機 構 模 擬 分 析
指導教授 : 朱紹舒
專題生: 朱永成 4900H223
廖家豪 4900H203
黃建霖 4900H175
中 華 民 國 九 十 四 年 四 月
I
學生專題電子檔基本之料表
專題學生姓名及學號:
朱永成 4900H223
黃建霖 4900H175
廖家豪 4900H203
電子郵件信箱 主要聯絡信箱: [email protected]
次要聯絡信箱: [email protected]
sunflower5930@ yahoo.com.tw
Yes NO
科系名稱: 機械工程系
學制: 四技日間部
學年度: 93 學年度
學期: 第二學期
專題名稱: 射出成型機之機構模擬
頁數: 56 頁
關鍵字(中): 射出成型機
關鍵字(英): Injection Molding Machine
II
前言
現今工業界發達,射出成型機從以前到現在依然扮演著重大的
角色,他所生產的成品量多而數度快,然而大部分量產的小零件都必須
依賴他來運作。但是射出成型機機型龐大,組裝過程費時,所以就有研
究人員從事研究機型,以縮小機型,藉以節省材料降低成本,竟而對以
往龐大笨重的看法給予改觀,因此我們就從這收尋靈感,從小部分結構
進行分析,然後循序漸進在進行其他結構的分析,已達研究目標。
指導老師簽名:
III
目 錄
前言……………………………………………………………………...II
目錄……………………………………………………………………..III
圖目錄…………………………………………………………………V
第一章 Visual Nastran Desktop軟體介紹………………………………1
1-1 VisualNastran Desktop簡介…………………………………1
1-2 VisualNastran Desktop使用者介面…………………………2
第二章 射出成型機之零件圖與組合圖………………………………..4
2-1 射出成型機之 2D 零件圖………………………………….4
2-2 射出成型機之 3D零件圖…………………………………..9
2-3 射出成型機之組合圖……………………………………17
第三章 射出成型機機構運動與分析…………………………………18
3-1 射出成型機之運動模擬………………………………...18
3-1-1 相關分析零件之標示圖…………………………….....18
3-1-2 分析之相關設定…………………………………….....19
3-1-3 分析之運動軌跡…………………………………….....20
3-2 分析結果之曲線圖……………………………………….23
3-2-1 活動機壁之曲線圖與數值……………………………...23
3-2-2 曲肘B之曲線圖與數值………………………………..27
IV
3-2-3 曲肘 C 之曲線圖與數值……………………………….31
3-2-4 曲肘 D 之曲線圖與數值…………………………….....35
3-2-5 曲肘連桿之曲線圖與數值…………………………….39
3-2-6 連桿之曲線圖與數值………………………………….43
3-3 問題與討論……………………………………………….47
參考文獻………………………………………………………………..48
V
圖 1-2.1 VisualNastran Desktop 的整個使用介面…………...2
圖 2 - 1 . 1 前固定機壁… … … … … … … … … … … … … … … … 4
圖 2-1.2 活動機壁 …………………………………………………….4
圖 2-1.3 後機壁 ……………………………………………...................5
圖 2-1.4 曲肘 A…………………………………………………………...5
圖 2-1.5 曲肘 B…………………………………………………………..6
圖 2-1.6 曲肘 C………………………………………………..................6
圖 2-1.7 曲肘 D…………………………………………………………..7
圖 2-1.8 曲肘連桿………………………………………………………..7
圖 2-1.9 大柱……………………………………………………………..8
圖 2-1.10曲肘軸………………………………………………………….8
圖 2-1.11 連桿肘…………………………………………………………9
圖 2-1.12曲肘連桿定位銷……………………………………………….9
圖 2-2.1前固定機壁…………………………………………………….10
圖 2-2.2活動機壁……………………………………………………….10
圖 2-2.3後機壁………………………………………………………….11
圖2-2.4曲肘A…………………………………………………………..11
圖2-2.5曲肘B…………………………………………………………..12
圖2-2.6曲肘C…………………………………………………………..12
VI
圖 2-2.7 曲肘 D………………………………………………………….13
圖 2-2.8曲肘連桿……………………………………………………….13
圖 2-2.9大柱…………………………………………………………….14
圖 2-2.10曲肘軸………………………………………………………...14
圖 2-2.11 連桿軸………………………………………………………..15
圖 2-2.12 曲肘連桿定位銷……………………………………………..15
圖 2-2.13 連桿…………………………………………………………..16
圖 2-3.1 射出成型機組合圖……………………………………………17
圖 3-1.1相關分析零件標示圖………………………………………….18
圖 3-1.2 分析之設定……………………………………………………19
圖 3-1-3.1作動軌跡A…………………………………………………..20
圖 3-1-3.2 作動軌跡 B…………………………………………………..20
圖 3-1-3.3 作動軌跡 C…………………………………………………..21
圖 3-1-3.4 作動軌跡 D…………………………………………………..2
圖3-1-3.5作動軌跡E…………………………………………………...22
圖 3-2-1.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….23
圖 3-2-1.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..24
圖 3-2-1.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….25
圖 3-2-1.4位置(Position)曲線圖………………………………………..26
VII
圖 3-2-2.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….27
圖 3-2-2.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..28
圖 3-2-2.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….29
圖 3-2-2.4位置(Position)曲線圖………………………………………..30
圖 3-2-3.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….31
圖 3-2-3.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..32
圖 3-2-3.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….33
圖 3-2-3.4位置(Position)曲線圖………………………………………..34
圖 3-2-4.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….35
圖 3-2-4.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..36
圖 3-2-4.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….37
圖 3-2-4.4位置(Position)曲線圖………………………………………..38
圖 3-2-5.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….39
圖 3-2-5.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..40
圖 3-2-5.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….41
圖 3-2-5.4位置(Position)曲線圖………………………………………..42
圖 3-2-6.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….43
圖 3-2-6.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..44
圖 3-2-6.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….45
VIII
圖 3-2-6.4位置(Position)曲線圖………………………………………..46
1
第一章 MSC. VisualNastran Desktop 軟體介紹
1-1 VisualNastran Desktop 簡介
VisualNastran Desktop 為一專業之機構運動模擬軟體,它可經由
CAD 完成之成品,直接轉入本軟體內,進行機構運動模擬。現在產品設
計幾乎都是直接利用 3D CAD 設計軟體,有了 3D 數位化模型之後,再
利用同一筆資料做先期的產品功能測試,以減少後製成的錯誤。
VisualNastran Desktop不只提供了模擬真實世界的機構運動,更加入了
簡易的應變應力分析,其總共包含以下五種模組:
1.模型瀏覽模組(VisualNastran View):可接受 CAD 軟體所產生之零
件、組立件,提供模組的預覽、量測的功能,其能接受的檔案格式如下:
(1)直接介面:Solidedge,Solidwork,Pro/e,Autocad….
(2)3D 檔案格式:XDB,STL,IGES,STEP,SAT,X-T,SLDPRT,SLDPRT
(3)2D 檔案格式:DXF,DWG,BMP,TIF,GIF…
2.視覺擬真化模組(VisualNastran Studio):可模擬像攝影棚一樣的環境,
可對 3D 模型貼上材質,讓模型看起來更接近真實物件,也可設定所需
的燈光,訂定攝影所走的路線,再把它輸出成AVI影像檔,使產品產是更
生動。
3.動態機構模擬組(VisualNastran Motion):提供機構模擬所需之限制條
件設定,如物體間之連結關係,如滑行對、旋轉對、固定對…..。另外還
2
有驅動條件重力、馬達、物體間碰撞干涉檢查….等。
4.有限元素分析模組(VisualNastran FEA):直接連結 CAD 所產生之零
件檔,或經由標準轉檔格式轉入 VisualNastran 內,做應力應變或變形之
分析。
5.4D 分析功能(VisualNastran 4D):結合動態機構模擬與有限元素分析,
讓設計者能更清楚的了解,元件在運動狀態下受力情況,變形狀況等。
1-2VisualNastran Desktop 使用者介面
圖 1-2.1 VisualNastran Desktop 的整個使用介面:
3
圖形工作區:顯示 3D 立體模型的外型,並可利用滑鼠放大、縮小、旋
轉….,檢視零件或組立件。
物件列:表列出檔案內所有名稱,以及所有之關係條件…等。
關係列:當從物件列點選某物件時,關係列即會顯示該物件及其他與此
物件相關的物件,或相關條件。
播放控制列:包括運動模擬、停止、到帶、歸零等選項,提供控制運動
模擬的進行。
下拉功能表:如一般Windows軟體把所有的指令,歸類放置於所屬的區
域,當用滑鼠點選所屬項目時,即會有下拉選項出現,提供更進一步指
令選擇。
指令列:提供常用之指令選項,以簡單之圖形表示點選相對應之圖形指
令時,即直接使用該指令功能。
4
第二章 射出成型機之零件圖與組合圖
2-1 射出成型機之 2D 零件圖
首先將射出成型機所要分析之零件,用 Auto CAD 繪製成零件圖,
分別如下:
圖 2-1.1 前固定機壁
圖 2-1.2 活動機壁
5
圖 2-1.3 後機壁
圖 2-1.4 曲肘 A
6
圖 2-1.5 曲肘 B
圖 2-1.6 曲肘 C
7
圖 2-1.7 曲肘 D
圖 2-1.8 曲肘連桿
8
圖 2-1.9 大柱
圖 2-1.10 曲肘軸
9
圖 2-1.11 連桿肘
圖 2-1.12 曲肘連桿定位銷
2-2 射出成型機之 3D 零件圖
將繪製完成的 2D 零件圖,再利用 Pro/Engineer 繪製成 3D 零件圖,
以做轉入 VisualNastran Desktop 機構模擬分析軟體之後續動作,以下
為射出成型機零件之 3D 圖:
10
圖 2-2.1 前固定機壁
圖 2-2.2 活動機壁
11
圖 2-2.3 後機壁
圖 2-2.4 曲肘 A
12
圖 2-2.5 曲肘 B
圖 2-2.6 曲肘 C
13
圖 2-2.7 曲肘 D
圖 2-2.8 曲肘連桿
14
圖 2-2.9 大柱
圖 2-2.10 曲肘軸
15
圖 2-2.11 連桿軸
圖 2-2.12 曲肘連桿定位銷
16
圖 2-2.13 連桿
17
2 – 3 射出成型機之組合圖
完成零件的 3D 圖之後,再把相關的零件圖組合成組合圖,以下是
射出成型機之組合圖:
圖 2-3.1 射出成型機組合圖
18
第三章 射出成型機運動模擬曲線分析
3-1 射出成型機之運動模擬
3-1-1 相關分析零件之標示圖
最後將 3D 組合圖圖檔轉入 VisualNastran Desktop 機構模擬分析
軟體,來做最後階段的模擬分析,分別對活動機壁、曲肘 B、曲肘 C、
曲肘 D、連桿、曲肘連桿來做分析,以下是有關各零件的位置標示圖:
圖 3-1.1 相關分析零件標示圖
19
3-1-2 分析之相關設定
設定油壓缸的直線速度 100mm/s,來做以上所介紹零件的速度
(Velocity).加速度(Acceleration). 線性衝量(Linear Momentum)和位置
(Position)的分析。圖 3-1.2 為分析所設定油壓缸位置與速度:
圖 3-1.2 分析之設定
20
3-1-3 分析之運動軌跡
分析的整個作動時間為 10 秒鐘,我們將它的作動過程分別以 A、B、
C、D、E 這五個部分來做介紹,以下為這五個部分的圖:
圖 3-1-3.1 作動軌跡 A
圖 3-1-3.2 作動軌跡 B
21
圖 3-1-3.3 作動軌跡 C
圖 3-1-3.4 作動軌跡 D
22
圖 3-1-3.5 作動軌跡 E
23
3-2 分析結果之曲線圖
最後將所分析的結果用曲線圖和數值來顯示,分別將活動機壁、曲
肘 B、曲肘 C、曲肘 D、連桿、曲肘連桿,所分析結果的曲線圖跟數值
列在以下這些圖形:
3-2-1 活動機壁之曲線圖與數值
-200
-100
0
100
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-1.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 4 3 .4 5 1 4 3 .4 5
速度(Velocity)數值
24
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-1.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
0 .0 0 0 4 7 1 9 2 -8 2 .3 5 7 2 6 .6 3 2
-1 .3 6 8 6 e -1 2 -5 .0 3 0 9 e -1 2 1 .3 6 8 6 e -1 0
5 .0 0 2 4 e -1 6 -9 .9 6 0 3 e -1 3 1 .0 5 7 e -1 2
0 .0 0 0 4 7 1 9 2 0 .0 0 0 4 7 1 9 2 8 2 .3 5 7
加速度(Acceleration)數值
25
-30000000000000
-20000000000000
-10000000000000
0
10000000000000
20000000000000
30000000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-1.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
2 4 .3 3 3 -2 .4 2 6 9 e + 1 3 2 .4 2 6 9 e + 1 3
-2 .9 8 6 3 e -1 5 -0 .0 0 3 9 4 2 4 0 .5 0 2 0 2
2 .0 5 4 4 e -1 7 -0 .0 0 4 0 8 1 3 0 .0 0 2 0 8 1 4
2 4 .3 3 3 2 4 .3 3 3 2 .4 2 6 9 e + 1 3 線性衝量(Linear Momentum)數值
26
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-1.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 9 8 7 .8 1 5 3 7 .9 1 9 8 7 .8
-2 6 4 .2 -2 6 4 .2 -2 6 4 .2
-3 6 6 .5 -3 6 6 .5 -3 6 6 .5
位置(Position)數值
27
3-2-2 曲肘 B 之曲線圖與數值
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-2.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s
Vy m m /s
Vz m m /s
|V| m m /s
-1 .2 5 2 9 e -1 5 -5 0 .2 6 6 5 0 .2 2
4 .0 9 8 e -1 7 -5 0 .8 5 3 5 0 .8 5 3
-1 .1 5 8 3 e -1 5 -0 .3 4 9 8 4 0 .3 4 9 8 4
1 .7 0 6 7 e -1 5 1 .7 0 6 7 e -1 5 5 9 .5 2
速度(Velocity)數值
28
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-2.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
-0 .0 0 0 1 6 9 9 7 -2 4 .0 4 -0 .0 0 0 1 6 9 9 7
-3 9 .7 5 4 -3 9 .8 7 2 1 .3 7 9
0 .2 7 3 4 9 -0 .1 4 7 0 8 0 .2 7 4 2 9
3 9 .7 5 5 1 5 .0 7 5 3 9 .8 7 1 加速度(Acceleration)數值
29
-600000000000
-500000000000
-400000000000
-300000000000
-200000000000
-100000000000
0
100000000000
200000000000
300000000000
400000000000
500000000000
600000000000
700000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-2.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
-1 .2 5 7 9 e -5 -5 .1 9 0 7 e + 1 1 5 .1 8 6 4 e + 1 1
3 .9 7 2 8 e -7 -5 .1 3 2 7 e + 1 1 5 .1 3 2 6 e + 1 1
-1 .1 9 8 8 e -5 -3 .5 3 1 e + 9 3 .5 3 1 1 e + 9
1 .7 3 8 1 e -5 1 .7 3 8 1 e -5 6 .1 4 7 7 e + 1 1 線性衝量(Linear Momentum)數值
30
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-2.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 0 7 2 .8 9 2 2 .8 5 1 0 7 2 .8
1 2 5 .2 9 -2 7 .1 8 3 1 2 5 .2 9
-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 8 .1 3
位置(Position)數值
31
3-2-3 曲肘 C 之曲線圖與數值
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-3.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s
Vy m m /s
Vz m m /s
|V| m m /s
1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 1 6 .5 2 1 1 6 .5 2
-1 .0 9 2 4 e -1 6 -5 0 .8 5 3 5 0 .8 5 3
-3 .1 3 7 5 e -1 5 -0 .3 4 9 8 4 0 .3 4 9 8 4
1 .4 3 8 2 e -1 0 1 .4 3 8 2 e -1 0 1 2 0 .8 4 速度(Velocity)數值
32
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-3.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
0 .0 0 0 4 7 4 4 7 -6 5 .1 7 5 1 1 .5 5 3
-3 9 .7 5 4 -3 9 .8 7 2 1 .3 7 9
0 .2 7 3 4 9 -0 .1 4 7 0 8 0 .2 7 4 2 9
3 9 .7 5 5 1 6 .3 7 6 6 5 .3 3 3
加速度(Acceleration)數值
33
-1000000000000
-800000000000
-600000000000
-400000000000
-200000000000
0
200000000000
400000000000
600000000000
800000000000
1000000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-3.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
1 .0 5 5 8 -8 .5 7 1 5 e + 1 1 8 .5 7 1 5 e + 1 1
-7 .9 9 8 e -7 -3 .6 9 8 6 e + 1 1 3 .6 9 8 6 e + 1 1
-2 .3 0 8 8 e -5 -2 .5 4 4 5 e + 9 2 .5 4 4 5 e + 9
1 .0 5 5 8 1 .0 5 5 8 8 .8 8 1 6 e + 1 1 線性衝量(Linear Momentum)數值
34
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-3.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 4 1 7 .8 1 0 4 2 .9 1 4 1 7 .8
1 2 5 .2 9 -2 7 .1 8 3 1 2 5 .2 9
-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 8 .1 3
位置(Position)數值
35
3-2-4 曲肘 D 之曲線圖與數值
-200
-100
0
100
200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-4.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s
Vy m m /s
Vz m m /s
|V| m m /s
1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 4 3 .4 5 1 4 3 .4 5
-1 .7 6 5 1 e -2 6 -7 .6 0 6 2 e -1 4 2 .9 7 2 3 e -1 2
1 .2 1 4 3 e -2 8 -2 .1 6 1 8 e -1 4 1 .7 8 4 8 e -1 4
1 .4 3 8 2 e -1 0 1 .4 3 8 2 e -1 0 1 4 3 .4 5 速度(Velocity)數值
36
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-4.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
0 .0 0 0 4 7 1 9 2 -8 2 .3 5 7 2 6 .6 3 2
2 .0 7 2 1 e -1 2 -1 .2 4 4 e -1 1 1 .3 7 9 9 e -1 0
-1 .3 4 0 9 e -1 3 -6 .1 4 4 2 e -1 2 4 .9 8 1 3 e -1 2
0 .0 0 0 4 7 1 9 2 0 .0 0 0 4 7 1 9 2 8 2 .3 5 7
加速度(Acceleration)數值
37
-2000000000000
-1000000000000
0
1000000000000
2000000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-4.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
1 .4 4 7 3 -1 .4 4 3 5 e + 1 2 1 .4 4 3 5 e + 1 2
-1 .7 7 6 2 e -1 6 -0 .0 0 0 5 6 5 0 3 0 .0 2 9 8 9 5
1 .2 2 1 9 e -1 8 -0 .0 0 0 2 2 8 8 7 0 .0 0 0 1 6 4 1 3
1 .4 4 7 3 1 .4 4 7 3 1 .4 4 3 5 e + 1 2
線性衝量(Linear Momentum)數值
38
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-4.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 6 5 6 .5 1 2 0 6 .6 1 6 5 6 .5
1 2 5 .2 9 1 2 5 .2 9 1 2 5 .2 9
-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8
位置(Position)數值
39
3-2-5 曲肘連桿之曲線圖與數值
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-5.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s
Vy m m /s
Vz m m /s
|V| m m /s
-5 0 -1 0 4 .3 5 1 0 4 .3 5
-1 .9 6 8 9 e -1 7 -3 7 .9 7 3 7 .9 7 1
-2 .1 9 8 6 e -1 5 -0 .2 6 1 2 2 0 .2 6 1 2 2
5 0 4 9 .9 2 9 1 0 6 .4 9 速度(Velocity)數值
40
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-5.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
-1 5 .6 4 1 -2 5 .4 8 6 .2 7 7 2
-3 6 .4 9 5 -3 6 .6 0 2 2 2 .9 3 1
0 .2 5 1 0 7 -0 .1 5 7 7 6 0 .2 5 1 8 1
3 9 .7 0 7 1 5 .0 5 7 3 9 .8 2 3
加速度(Acceleration)數值
41
-100000000000
-80000000000
-60000000000
-40000000000
-20000000000
0
20000000000
40000000000
60000000000
80000000000
100000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-5.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
-4 .2 4 4 1 e + 1 0 -8 .8 5 7 8 e + 1 0 8 .8 5 7 8 e + 1 0
7 .6 7 e -7 -3 .2 2 3 e + 1 0 3 .2 2 3 1 e + 1 0
-1 .8 7 1 6 e -6 -2 .2 1 7 3 e + 8 2 .2 1 7 3 e + 8
4 .2 4 4 1 e + 1 0 4 .2 3 8 1 e + 1 0 9 .0 3 9 3 e + 1 0
線性衝量(Linear Momentum)數值
42
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-5.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 2 0 0 .3 7 3 7 .6 5 1 2 0 0 .5
-6 2 .7 5 2 -1 5 5 .0 6 -6 2 .7 5 2
-3 0 1 .8 8 -3 0 1 .8 8 -3 0 1 .2 5
位置(Position)數值
43
3-2-6 連桿之曲線圖與數值
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)
圖 3-2-6.1 速度(Velocity)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Vx m m /s
Vy m m /s
Vz m m /s
|V| m m /s
-1 0 0 -1 0 0 1 0 0
-1 .5 1 9 e -1 7 -0 .0 6 7 2 1 3 0 .0 5 7 1 2 7
-2 .2 0 8 1 e -1 5 -0 .0 0 0 3 9 3 0 1 0 .0 0 0 4 6 2 3 9
1 0 0 1 0 0 1 0 0
速度(Velocity)數值
44
-1.0
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s
圖 3-2-6.2 加速度(Acceleration)曲線圖
Va l u e M i n M a x
Ax m m /s ^2
Ay m m /s ^2
Az m m /s ^2
|A| m m /s ^2
4 .9 7 3 8 e -1 2 -4 .3 4 2 7 e -1 1 2 .2 1 1 8 e -1 0
1 .2 1 7 7 e -9 -0 .8 2 3 6 7 1 .4 0 6 2
-1 .1 5 3 7 e -9 -0 .0 0 9 6 7 3 9 0 .0 0 5 6 6 6 5
1 .6 7 7 5 e -9 1 .4 4 4 8 e -1 1 1 .4 0 6 2
加速度(Acceleration)數值
45
-200000000000
-100000000000
0
100000000000
200000000000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim
圖 3-2-6.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖
Va l u e M i n M a x
M x k g m m /s
M y k g m m /s
M z k g m m /s
|M | k g m m /s
-1 .3 2 3 7 e + 1 1 -1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1
-2 .0 1 0 7 e -8 -8 .8 9 6 9 e + 7 7 .5 6 1 8 e + 7
-2 .9 2 2 8 e -6 -5 .2 0 2 2 e + 5 6 .1 2 0 6 e + 5
1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1
線性衝量(Linear Momentum)數值
46
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)
圖 3-2-6.4 位置(Position)曲線圖
Va l u e M i n M a x
x m m
y m m
z m m
1 2 0 0 .3 6 7 0 .3 1 2 0 0 .8
-2 6 4 .7 -2 6 4 .7 -2 6 4 .7
-3 6 6 .5 -3 6 6 .5 -3 6 6 .5
位置(Position)數值
47
3-3 問題與討論
實驗的分析結果可以發現到,各零件的速度(Velocity)曲線圖與線
性衝量(Linear Momentum)曲線圖的圖形,大致上都蠻類似的,只有些
許的差異。也察覺到活動機壁與曲肘 D 的加速度(Acceleration)曲線圖
跟線性衝量(Linear Momentum)曲線圖的圖形差異不大,因為這兩個零
件組合在一起,再加上它們的運動軌跡都是同樣的直線運動,所以位置
(Position)曲線圖的圖形看起來也蠻類似。同樣的,曲肘 B、曲肘 C 與
曲肘連桿也是一樣,但是它們的運動軌跡除了直線運動外,還加上了一
些角度變化,所以跟以上兩者的圖形差異很大。最後連桿連接油壓缸
來作動整個機構,這部分圖形的曲線沒有以上的圓滑,因為油壓缸作動
給連桿的動作,只有最單純的直線往復運動。所以加速度(Acceleration)
曲線圖的曲線高低起伏很大,其他的圖形看起來也是如此。總結以上
結果,如有角度的變化、速度的變化,都會影響到圖形的曲線,從這些地
方去研究,就可以了解圖形的變化。
48
參考文獻
1.「實戰 Pro/Engineer wildfire」,林勇志 黃朝瑜 編著,知城數位科技
股份有限公司
2. 「機構模擬」,黃錦煌 鍾光鴻 編著,全華科技圖書股份有限公司
3. 「VisualNastran 入門指引」,潘永祥 張力玉 許偉宜 編譯