球頭設計的領域非常廣泛，不論是外型的改變、重心的設計、材質的應用等，皆是為了追求最佳擊球效果，事實上，這些設計概念中，單獨偏重某一項是無法達到較佳的設計。需藉由球桿頭設計參數進行擊球彈道的分析與模擬並修正MOI/重心/COR等設計，方能依據此設計出較佳的球桿頭性能。
本論文採用SolidWorks來建立球桿頭模型，根據不同類型擊球員配置所適合重量，再將四種打擊面結構配置於所對應的模型上，最後，搭配LS-Dyna有限元素求解器分析高爾夫球桿頭碰撞效應。
文中分析四種打擊面結構對於職業級男、女性；業餘級男、女性四種不同類型擊球員的擊球效果，並探討球體線速度、角速度與發射角的影響。其中，職業級男性選手所適合之打擊面結構為網狀造型；職業級女性選手所適合之打擊面結構為全面均厚造型；業餘級男性選手所適合之打擊面結構為同心圓造型；業餘級女性選手所適合之打擊面結構為同心圓造型與網狀造型。

Currently, golf club design has been widespread. No matter the appearance changed, designed for center of gravity, material application, etc, they are all pursuing better efficiency of hitting. However, there will be no optimal design with emphasize on one of them. Thanks to the parameter design of golf head with simulating and analyzing golf ball trajectory, and modifying M.O.I., center of gravity, etc, the optimal performance of club head can be achieved.
In this thesis, golf club models were set up by SolidWorks. The weight of club head model was decided by different class of users, and each class of club head had four types of hitting face structures individually. Then, their impact effect was simulated by LS-Dyna solver system.
In this thesis, the hitting effect for different types hitting face was analyzing by including professional Male, Female, amateur Male, and Female four different tyes of users. Then the influences on ball linear velocity, the angular velocity and the trajectory were verified. The Men’s PGA Tour suitable club is reticulate face. The Ladies’ LPGA Tour suitable club face is uniform slab. The Typical Men suitable club face is concentric circle. The Typical Lady suitable club faces are concentric circle and reticulate face.

目錄 I
表目錄 IV
圖目錄 V
中文摘要 VII
英文摘要 VIII
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2文獻回顧 2
1-3研究動機與目的 6
1-4使用軟體介紹 7
1-4-1前處理軟體(Pre-Processor) 7
1-4-2演算核心(Processor) 8
1-4-3後處理(Post_Processor) 8
1-5高爾夫桿頭設計要點及規範 9
1-5-1高爾夫球桿頭外部名稱 9
1-5-2高爾夫球桿頭細部規格 10
第二章 理論基礎 14
2-1前言 14
2-2 LS-Dyna的理論基礎 14
2-2-1顯示時間積分 14
2-3高爾夫球飛行軌跡推算 18
2-3-1球體飛行時在2D平面所受的升力 18
2-3-2球體飛行時在2D平面所受的阻力 19
2-3-3高爾夫球飛行時所受的合力 20
2-3-4 Runge Kutta Method解聯立微分方程式 23
2-4齒輪效應 25
第三章 有限元素模型與分析流程 26
3-1前言 26
3-2基本假設 26
3-3桿頭規格設定 27
3-4材料性質 27
3-5有限元模型邊界條件與參數設定 28
3-5-1有限元素模型設定 28
3-5-2邊界以及初始條件設定 30
3-6有限元模型建立與分析流程 30
3-7打擊面模型說明 32
3-7-1同心圓造型打擊面結構說明 32
3-7-2網狀造型打擊面結構說明 33
3-7-3中心加厚造型打擊面結構說明 34
3-7-4全面均厚造型打擊面結構說明 35
第四章 結果與討論 36
4-1前言 36
4-2重心位置與打擊效果分析 36
4-2-1分析說明 36
4-2-2分析結果與討論 37
4-3打擊面結構與擊球效果分析 45
4-3-1分析說明 45
4-3-2分析結果與討論 45
第五章 結論 52
5-1結論 52
5-2未來展望 53
參考文獻 54
參考網站 58

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