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作者:林耀謙(2005-08-03);徐業良(2005-08-03)

「四節升降油壓缸桅桿組之結構分析」計畫書

創世紀科技有限公司研製「四節升降油壓缸桅桿組」,以油壓驅動控制四節同軸缸桅桿的升降,功用為支撐天線與天線旋轉機台。圖1為此結構為四節缸桅桿組結構示意圖,整體結構均為鋼材材料所製造,每節缸長度約為3800mm,每伸長時保留在上一節長度都為890mm,四節全升至最高全長約為12.5m。桅桿從第一節缸至第四節缸之直徑分別為100140216270mm,其中除直徑100mm為實心管,其它都為空心管,厚度分別為101817.5mm。最外第四節缸以4個肋加強結構強度,此肋高為1500mm、寬為300mm、厚度15mm,並在桅桿第二節缸處牽引3條鋼索固定,每條鋼索之張力約為200kgf。另桅桿受外力40節強風,此風力約為20m/sec,換成壓力約為25kg/m2,整體結構並受天線旋轉機台所產生之扭力影響。

本計畫的目的即在以有限元素分析軟體(ANSYS v8.0),對此四節升降油壓缸桅桿組進行結構分析,包含靜力分析及模態分析,以驗證此四節升降油壓缸桅桿結構設計是否安全,並針對此結構設計提出評估與改善建議。圖2為此結構分析初步設定的負載與邊界條件,第一節缸至第三節缸受側向40節風力影響,四節桅桿缸內為液壓受力工作壓力範圍30~50kg/cm2,第一節缸並受旋轉天線之負載,第二節缸受3條鋼索牽引其每條鋼索預力為200kgf,固定端為此四節桅桿之底座。

本計畫預計以40天完成分析報告一份,交創世紀科技有限公司參考,並對分析報告內容提供必要之解說與諮詢。所需經費為60,000元,外加學校管理費15%,總經費為69,000元整。

1. 四節缸桅桿組結構示意圖

2. 結構負載與邊界條件