跑步機平台骨架之最適化設計.pdfVIP

科學與工程技術期刊 第四卷 第四期 民國九十七年 Journal of Science and Engineering Technology, Vol. 4, No. 4, pp. 7-15 (2008) 7 跑步機平台骨架之最適化設計 鄒明嘉 1 鄧作樑 2 1大葉大學機械工程研究所 51591 彰化縣大村鄉山腳路 112 號 2大葉大學機械與自動化工程學系 51591 彰化縣大村鄉山腳路 112 號 摘 要 在健身跑步機平台骨架設計時，鐵管的規格種類、使用的數量、焊接補強的方式，都影響 了跑步機整體強度。一般跑步機在結構強度方面須通過靜力負荷測試及疲勞耐久性測試，然而 考量業者缺乏專業量測儀器與技術下，有效運用 CAE（computer aided engineering）的技術於跑 步機的結構測試，進行結構強度與耐久性試驗的模擬與分析，可縮短產品開發時程並降低研發 成本。本研究之目的在於如何利用電腦輔助分析軟體 ANSYS 建構跑步機結構有限元素模型， 並依據法規測試條件進行結構靜力負荷測試與疲勞耐久性測試的數值模擬，藉由電腦模擬分析 結果，除確認結構最大應力與變形位置外，並可提供產品結構改善與最適化設計方向。本研究 建立之跑步機測試數值模擬，可提供國內製造商在跑步機結構設計上之應用參考，以改善傳統 的製造流程，大大提升輕量化的設計能力，有效縮短產品的開發時間，設計出最佳產品。 關鍵詞：跑步機，有限元素分析，最適化設計，結構疲勞耐久性測試，靜態負荷測試 Optimal Design of a Treadmill Frame TSO-LIANG TENG1 and MING-JIA ZHOU2 1 Department of Mechanical and Automation Engineering, Da-Yeh University No. 112, Shanjiao Rd., Dacun, Changhua, Taiwan 51591, R.O.C. 2 Institute of Mechanical Engineering, Da-Yeh University No. 112, Shanjiao Rd., Dacun, Changhua, Taiwan 51591, R.O.C. ABSTRACT The specification, quantity and weld of a steel tube affect the structural strength when designing the frame of a treadmill. For this strength, the frame must pass both static-load and fatigue-durability tests. However, concerns regarding the lack of a measurement device prevent the use of experimental tests. Since computer simulations can precisely perform the requisite structural-strength and fatigue-durability tests, such simulation is an economical and time-efficient alternative to physical testing. In this research, both static-load and fatigue-durability tests on the frame of a treadmill were numerically studied by the finite element analysis of a regulation test using the ANSYS code. The maximum stress and distortion position can be determined on the basis of the numerical results. Moreover, the results can be consulted for improving and optimizing production. 科學與工程技術期刊 第四卷 第四期 民國九十七年