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寶特椅設計與分析 (Plastic Bottle chair). 國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系 指導教授 : 林忠志 學生 : 陳浩瑋、楊鋒文. 報告人 : 陳浩瑋. 大綱. 前言 參數設計與分析 結果與討論 結論. 前言. 本研究發明主要是針對使用完後的寶特瓶為出發點,讓廢棄的寶特 用途做後續處理,設計一款塑膠材質為主的坐墊,可以搭配寶特瓶做為該椅子的椅腳使成為椅子,創造出全新的價值。 利用 ANSYS 與 Moldflow ,探討椅子內部肋條結構的強硬度分析 , 以及針對模流分析的結果再進行設計變更,將產品品質推向最佳化 。
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寶特椅設計與分析 (Plastic Bottle chair) 國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系 指導教授 : 林忠志 學生 : 陳浩瑋、楊鋒文 報告人 : 陳浩瑋
大綱 • 前言 • 參數設計與分析 • 結果與討論 • 結論
前言 • 本研究發明主要是針對使用完後的寶特瓶為出發點,讓廢棄的寶特 用途做後續處理,設計一款塑膠材質為主的坐墊,可以搭配寶特瓶做為該椅子的椅腳使成為椅子,創造出全新的價值。 • 利用ANSYS與Moldflow,探討椅子內部肋條結構的強硬度分析,以及針對模流分析的結果再進行設計變更,將產品品質推向最佳化。 • 並先後使用CNC切削加工方式製作坐墊模型,將實際產品進行切削成行模擬測試,以了解其效果。
參數設計與分析 雛型外觀設計與比較 a)坐墊外觀雛型 b)坐墊與寶特瓶組合圖 c)寶特椅完成圖 寶特椅坐墊的外觀雛型與組合示意圖。
雛型外觀設計與比較 材質:PP環保塑膠。 優點:重量輕、收納方便。 缺點:攜帶不方便、椅腳斷裂須整個拋棄。 市面販售常見的塑膠椅
雛型外觀設計與比較 材質:回收的寶特瓶(PET)。 優點:重量輕、收納方便、攜帶方便、椅腳更 換方便。 缺點:高度受到限制。 組合完成的寶特椅
應力集中的地方 ANSYS結構的強硬度分析 最高的正應力值(stress)為1.7177e7kg/cm^2 承受100公斤時內部應力分佈情況圖
ANSYS結構的強硬度分析 最高的應變值(stress)為8.5884e-5 應變分佈集中於中間區塊 承受100公斤時內部應變分佈情況圖
ANSYS結構的強硬度分析 預測承受壓力時的變形達到 2.0108e-5m 變形較為嚴重的地方 預測承受壓力時的變形
有曲面弧度設計 Moldflow模流分析 a)設計方案一 無曲面平面 b)設計方案二
結果與討論 a)射出壓力為180Mpa填充情況 b)射出壓力為180Mpa縫合線分佈 設計方案一模流分析結果
b)射出壓力為200Mpa時縫合線分佈 a)射出壓力為180Mpa縫合線分佈 設計方案二模流分析結果
倒圓角 厚度增加1.5mm c)設計方案三
a)射出壓力250Mpa填充情況 b)射出壓力190Mpa填充情況 c)射出壓力150Mpa填充情況 設計方案三填充情況
a)射出壓力250Mpa縫合線分佈 b)射出壓力190Mpa縫合線分佈 c)射出壓力150Mpa縫合線分佈 設計方案三縫合線分佈
a)射出壓力為150Mpa填充50% b)射出壓力為150Mpa填充完成 設計方案三填充情況
結論 • 本研究利用回收的環保概念,研發製造全新不同的塑膠物件,搭配現有的寶特瓶成為了另一種日常所需的必需品。 • 透過ANSYS分析軟體了解其設計在受力時的應力、應變及變形情況,並使用Moldflow軟體的協助,進行縫合線的預測及最大射出壓力的分析,以求得最適化的設計參數。 • 雖然尚未實際作出成品的模具,但依照結構分析之數據能明確知道將來的成品是可以承受100公斤的使用者來使用。
報告完畢 敬請多多指教