隊名：虎科齒輪隊
題目：高精密磨床結構性能實驗分析與拓樸最佳化
簡介：
本研究旨在探討高精密平面磨床的靜動態特性，使用有限元素分析法(Finite Element Analysis, FEA)對整機進行靜剛性與動剛性分析，再透過操作變形振型(Operational Deflection Shapes, ODS)量測實際振動特性並且加以驗證。搭配拓樸最佳化進行結構剛性強化，避免機台產生共振現象導致精度損失，以滿足現代工業製造的需求。
透過模態分析和實際量測結果，觀察高精密平面磨床的前兩階自然頻率分別為68.2Hz和73.0Hz。進一步利用ODS進行量測加以驗證，於前六階模態中，對比誤差皆低於10%。這強化了分析結果的可信度和準確性。為了輕量化整體結構，利用ANSYS Workbench針對底座、立柱和主軸外殼進行拓樸分析與結構優化，使整機的總體質量減少6.2kg，主軸的位移量降低1.7%。同時，整體結構的前六階自然頻率分別提升了3.7%、2.5%、5.3%、0.7%、2.1%和4.1%。並且第一階模態提升至70.8Hz，成功避免了在3600rpm下的頻率區間（60Hz至70Hz）內的共振，實現結構的輕量化與提升剛性之目標。
利用RecurDyn對高精密平面磨床的主軸座與工作床台進行有緩衝與無緩衝控制的運動模擬。透過模擬運動控制的差異，確保機台運行的穩定性，更進一步掌握機台之實際運動特性。
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