12_婴幼儿摇椅金属底座的破裂分析.pdf

第十 五屆 2010 A baqus Taiwan Users ’ Conference 嬰帅兒搖椅 金屬底座的破 裂分析 明門工程團隊 明門實業股份有限公司 摘要 本公司研發的嬰帅兒搖椅的金屬 底座會 進行壓縮及扭轉兩種誤用測試 ，在承受荷重 約 1176 N及490 N時會發生 結構破裂現象，本文應用ABAQUS提供的材料累進損傷與失效模型進 行分析，以重現底座結構的實際破 裂行為，並做為後續底座設計變更 ，預估極限荷重與破 裂 位置的 基礎。 關鍵 字：材料損傷與失效 、破 裂行為、極限荷重 ABSTRACT The ultimate loads for base of swing chair are 1176 N in compression test and 490 N in torsion test. Material progressive damage and failure model is applied in this analysis to verify the physical fracture behaviors. The study results will be used to predict the ultimate load and fracture behavior in the following design revision. Keywords: ultimate load, progressive damage and failure, fracture behavior 一、前言 二、損傷失效模型的選擇 明門實業股份有限公司 ( 以下簡稱明 由於 底座是以鋁合金 ADC 12壓鑄成 門公司 專注於嬰兒車、嬰兒床、汽車安全) 型 ，在 ABAQUS中提供了多種金屬損傷失 椅、高腳椅等嬰帅兒產品之全球市場需求與 效模型 ，包括shear failure 、tensile failure 、 產品設計研發改良。而嬰帅兒搖椅為明門公 ductile damage 、John-Cook (J-C) damage 、 司領先全球研發之新產品，經過多種嚴謹測 shear damage 、forming limit diagram (FLD) 試，其中包含 了搖椅底座(以下簡稱底座的) damage 、forming limit stress diagram (FLSD) 壓縮測試與扭轉測試 ，以模擬消費者的誤用 damage 、Marciniak-Kuczynski (M-K) damage 情境 。 及 Müschenborn-Sonne forming limit 在嬰帅兒產品的測試中，特別重視零 diagram (MSFLD) damage 等可供用戶選擇 。 件發生破 裂的 狀況因為零件， 斷裂而產生小 其中shear failure 與tensile failure模型 碎片時 ，容易讓嬰帅兒誤食而發生危險 。而 是應用在高應變率的變形行為 ，FLD 、 底座經如圖 1的壓縮測試可得極限荷重為 FLSD 、M-K 與MSFLD 等模型是應用在鈑 1176 N ，破裂狀況如圖2所示； 如圖 3的 扭 金成型方面，J-C damage則與應變率相關， 轉測試可得極限荷重為 490 N ，破裂狀況如 並不適合用於底座的靜態測試分析 。而 圖 4所示。