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隨機與規則晶格強度分析

為了解決有限元素分析ansys的問題，作者謝孟丞 這樣論述：

在快速原型的產品中除了能減少材料的使用，也可以達到更優秀的機械性能，因此在積層或快速製造端下所使用的製程參數就更加重要，如填充樣式、填充百分比與層高等即成為了快速原型產品設計影響強度，而在內部晶格的選用上就成為重要探討的課題。本研究中將探討在規則的晶格種類與隨機晶格比較和不同的孔隙率對於晶格強度的影響。目的是要觀察產品對於不同晶格的結構、晶格內部填充的孔隙率以及填充樣式的壁厚可承受強度。在拉伸試驗分析結果中，規則晶格形狀可承受的拉伸力會隨著孔隙率的上升與壁厚的大小而變化，壁厚越厚對晶格可承受強度越高；另外在隨機晶格形狀中，壁厚越薄對晶格可承受的強度不一定最低。原因為規則晶格最大應力破壞普遍集

中於壁上，而隨機晶格普遍發生於晶格與壁相交的節點位置，使壁厚對晶格影響較小。當晶格大小上升後，規則或隨機晶格可承受力量不會隨之下降，反而都有提升的趨勢。利用田口品質設計方法找到最佳的組合分別為四角形、晶格大小4mm與壁厚1mm，模擬得出晶格可承受的力量為1993.14 N。經由模擬驗證與實驗的拉伸結果兩者相比落差約在5%左右，並無太大的落差，由此可證，模擬的結果與實驗相符合。從實體試片與最佳化試片相比，實體試片可承受力量較佳，整體晶格可承受力量約提升59%，但是在材料體積使用上為晶格試片之2倍左右。