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自行車專輯 大 塑 性 成 型 模 擬 分 析 探 討 目前自行車車架管型越來越豐富，這是將單純的圓形管件進行再加工，製成造型豐富的異型管，此加 工方式是對金屬管件進行大塑性成型加工，大塑性成型製程參數及成型尺寸控制不易，目前業者多以試 驗法則摸索製程及設計限制，但以此方法開發製程技術或產品將會消耗較多的時間及成本，且對於產品 的品質不能有效控制。因此可利用模擬分析方式進行加工成型之模擬，由電腦上模擬分析結果判斷成型 管件是否被破壞及成型尺寸的可行性，如此可加速產品的開發及技術的建立。 文文 / 研發部研發部 王智立王智立 文文 研發部研發部 王智立王智立 一、一 、大塑性成型分析概念介紹大塑性成型分析概念介紹 變，或是受力元素產生小的應變但累積卻 一一 、、大塑性成型分析概念介紹大塑性成型分析概念介紹 若結構的反應和負載是成線性的關係 產生大的位移，這也是屬於幾何非線性類 時，此結構就是線性結構，否則稱為非線 型，一般如衝壓、彎管、輥軋等大變形也 性結構；對一線性結構來做分析，就稱為 是。一般有的情況是變形不大不小，無法 線性分析，對一非線性結構來做分析，就 明顯的判斷是幾何線性還是幾何非線性， 稱為非線性分析。線性結構是一個理想化 此時如果想得較準確的解，可使用幾何非 的假設。通常在什麼樣的條件下我們可以 線性的方式求解分析，因為幾何非線性的 做這樣一個理想化的假設呢？我們可以歸 求解分析也可滿足線性分析，但是相對使 納成三個條件：（一）變形必須要很小； 用幾何非線性方式求解分析，其求解時間 （二），應力應變關係必須是線性關係， 會較長。一般判斷是否決定使用大變形之 也就是要符合虎克定律；（三），在整個 幾何非線性方式求解，可看物件受力其變 變形過程中不可以有狀態或 topology 的改 形量是否很容易就看到它變形，如果明顯 變，也就是說本來是連在一起的，變形後 的看到變形，此時可採用大變型之幾何非 不可以是分開的；或是反過來，本來是分 線性方式求解。 開的部分，變形後不可以接觸在一起的。 在使用 COSMOS/Works 時求解在專題名 非線性結構可依此分類如下：（一） 稱按右鍵，選擇屬性將出現對話框，我們 若是變形很大的情況時，則稱為幾何非線 在 『 選 項 』 下 勾 選 『 大 位 移 』 ， 如 此 性（geometric nonlinearity）；（二） COSMOS/Works 在計算時就會使用非線性的 若是應力應變間不是線性的，則稱為材料 方式進行計算。 非線性（material nonliearility）；（三） 在 ANSYS 軟 體 裡 只 要 在 求 解 時 設 定 若是有狀態上的改變，則稱為狀態非線性 NLGEOM ON 即可啟動幾何非線性分析模式。 （status nonlinearity）。 2.材料非線性 1.幾何非線性： 一般線性靜力分析時，對於一般等向 一般幾何非線性分析是指大位移分析 性材料之材料特性只要輸入楊氏係數、波 或 大 轉 角 分 析 ， 結 構 體