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dc.contributor.advisor林聖泉zh_TW
dc.contributor.advisorTseng Chen Linen_US
dc.contributor.author張晏碩zh_TW
dc.contributor.authorYan Shi, Changen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T07:52:40Z-
dc.date.available2014-06-06T07:52:40Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/35657-
dc.description.abstract本研究設計一種新的G 型負荷元,可由構件的接觸而產生輕與 重兩段量測範圍。於接觸分析部份,本研究利用拉氏乘子法,由接觸 面之位移限制式,進一步計算而求得接觸力。外形最佳化設計過程 中,主要設計考量為提升負荷元之量測靈敏度,在滿足應力的限制條 件下,使輸出位移最大。並以邊界橢圓曲線之係數為設計變數,而得 到負荷元之最佳外形,經設計後,整體重量下降約6.91 %。根據模擬 結果,製作負荷元實體模型,於負荷範圍9.8-490 N 進行承受負載試 驗。由實驗數據可推得電壓信號與重量之估算式,其最大相對誤差於 輕、重負荷分別為4.62 %與0.75 %,並配合LabVIEW 與資料擷取裝 置,建立一組重量量測系統。zh_TW
dc.description.abstractIn this study, a G-typed load cell had been designed for a two-stage weight measurement. It depends on the contact condition to distinguish light and heavy loadings. In the contact analysis with Lagrange multiplier method, constraints of displacements are applied at contact boundaries, which may result in contact forces. In the shape optimization process, the objective is to improve measurement sensitivity; therefore displacements at certain points are maximized and stress constraints are satisfied. The coefficients of elliptical curve functions at design boundaries are treated as design variables, and the final shape is then obtained. The mass of the model has been reduced by 6.91%. Finally, an actual load cell had been made according to optimization results. The loading test had been undertaken with loadings from 9.8 to 490 N. The relation between voltage and weight can be found according to the experimental data. The maximum relative errors in light and heavy loadings are 4.62% and 0.75%, respectively. Accordingly, a weighing system with the load cell developed in this study as well as LabVIEW programs and DAQ card can then be constructed.en_US
dc.description.tableofcontents摘要 I Abstract II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號表 X 第一章 前言 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 3 第二章 文獻探討 4 2.1 秤重裝置 4 2.2 有限元素法與外形最佳化 5 2.3 接觸問題 10 第三章 理論分析 14 3.1 有限元素法 14 3.1.1 線性元素 15 3.1.2有限元素法基本數學模式 19 3.1.3 平面應力與平面應變 21 3.1.4 二維元素 26 摘要 I Abstract II 目錄 III 表目錄 VI 圖目錄 VII 符號表 X 第一章 前言 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 3 第二章 文獻探討 4 2.1 秤重裝置 4 2.2 有限元素法與外形最佳化 5 2.3 接觸問題 10 第三章 理論分析 14 3.1 有限元素法 14 3.1.1 線性元素 15 3.1.2有限元素法基本數學模式 19 3.1.3 平面應力與平面應變 21 3.1.4 二維元素 26 3.1.5 三維元素 29 3.1.6 等參數元素 31 3.2 赫茲接觸理論 34 3.3 有限元素法之非線性分析 38 3.4 接觸之有限元素分析方法 42 3.5 最佳化設計 49 3.5.1 外形最佳化設計概念 51 第四章 負荷元分析與設計 53 4.1 分析部份 53 4.2 設計部份 57 第五章 實驗設備與方法 59 5.1 硬體設備 59 5.2 軟體部分 64 5.3 實驗方法 65 第六章 結果與討論 66 6.1 分析部份 68 6.1.1 有限元素分析 68 6.1.2 接觸分析 71 6.2外形最佳化設計先導試驗 74 6.3 負荷元外形最佳化設計 77 6.4 承受負載量測實驗 82 6.4.1 實驗步驟 83 6.4.2 實驗結果 85 6.5 實驗結果討論 89 6.5.1 綜合討論 93 第七章 結論與建議 94 7.1 結論 94 7.2 建議事項 96 參考文獻 97 附錄 A LabVIEW 程式說明 101zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher生物產業機電工程學系zh_TW
dc.subjectLoad Cellen_US
dc.subject負荷元zh_TW
dc.subjectFEMen_US
dc.subjectOptimal Designen_US
dc.subject有限元素法zh_TW
dc.subject最佳化設計zh_TW
dc.title秤重機負荷元之設計與分析zh_TW
dc.titleDesign and Analysis on Load Cell of Weighing Machinesen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextnone-
item.fulltextno fulltext-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
Appears in Collections:生物產業機電工程學系
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