具裂縫樑之機構動態分析

Abstract

摘要 在高速運轉機器，精密機械及航太系統上使用許多撓性機構。而且，裂縫經常出現於 機構中，導致運轉失靈。本研究旨在發展新的撓性機構動態分析的方法，俾從事具裂 縫樑的機構動態分析。為了較廣的適用性及較高的準確性，所以根據具有剪力效應與 旋轉慣性的Timoshenko樑元素的運動方程式推導動態形狀函數。然後使用虛功原理推 導系統的運動方程式，其中包含了軸向力的硬化效應以及整體運動和彈性變形的藕合 項。利用運動方程式中的動態質量矩職及重力態勁度矩陣求得自然頻率，並由 Newmark 直接積分法得到運動方程式的解。本文並以旋轉樑和曲柄滑塊機構為例，比 較文獻結果及以尤拉樑分析之差異。最後利用旋轉樑實驗驗證本文所發展方法之正確 性。本文進一步考量裂縫處之局部撓性來推導動態形狀函數和運動方程式。並求取含 裂縫懸臂樑之自然頻率驗證文獻結果。以含裂縫旋轉樑為例，探討裂縫對動態的影響 。