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振動噪音產學技術聯盟
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振動噪音產學聯盟總部實驗室
振動噪音實驗室
工具機典型接合與組合件之模擬技術探討與驗證
以有限元素分析法針對工具機常見之螺栓接合面進行分析，其組合方式是將滑件(slider)以螺栓鎖固的方式將其鎖固於基座(base)上。本文使用實驗模態分析方法，針對基座與滑件之實際結構進行實驗。將其實驗與分析結果進行比對，以確認有限元素模型之等效於實際結構。透過本文可以了解在複雜結構，應由各別零組件進行模型驗證，再將已驗證之模型進行組合分析，層層堆疊確認有限元素模型是否等效於實驗結構。文中雖只以二組合進行說明，但可依相同方法進行多個零組件之模型驗證。
塑膠管打擊樂器之設計與製作海報
打擊樂器被廣泛地應用於音樂表演中。有調的打擊樂器可產生特定的音階，可用來演奏一首歌曲。設計一套不同長度的塑膠管，以滿足各音階的標準頻率所產生出來的敲擊聲，對塑膠管進行設計並組裝成一組可以演奏的打擊樂器，並建立開發塑膠管打擊樂器（PPPI）的設計過程。
簡諧倍頻玻璃琴組之聲音品質評估
本文主要對具有特殊設計之簡諧倍頻音玻璃琴組，有2組8度音，進行聲音品質之客觀評估。首先藉由量測一片玻璃琴片之打擊聲音頻譜，探討其聲音特性，玻璃琴片的音準由第一個模態頻率界定，而第二模態頻率與第三模態頻率成整數倍數則為其泛音之組成，藉由探討玻璃琴片打擊聲音之音準、音色及持續度探討其發聲之物理機制，同時也探討不同材質的墊片架設玻璃琴片下對聲音頻譜之影響。此玻璃琴組之各音階玻璃琴片均呈現良好的音準，同時具有三個簡諧倍頻之泛音特性，此泛音頻率與音階之基礎頻率呈現整數比。此玻璃琴組之打擊聲音確實有不錯的泛音特性。本文探討對玻璃琴組之聲音品質客觀評估，未來也可應用到其他打擊樂器。
京鈔之模態參數與打擊聲音特性
京鈔屬於中國傳統樂器之一，於民俗宗教表演場合常發現京鈔之身影，雖然京鈔此類樂器顯少人知道，但於民俗傳統樂器中占有著重要的角色，京鈔有著特殊之樂音特性，聲音清脆響亮，使得民俗樂曲更佳的活潑、熱鬧，一般而言影響京鈔之聲響頻率主要為外型尺寸，尺寸越小所發出之聲響頻率越高，尺寸越大所表現出來的聲音頻率越低，視樂曲表現與詮釋而選用，材質與製作方式也會影響其延音長短。判斷樂器音高、音色與持續度等之優劣，對於樂手而言為一項重要的判斷能力，過去許多樂手運用自身經驗以耳聽方式來辨識，但以耳聽方式判斷較容易受到主觀意識影響，而失去準確性，因此以此種做法較不符合經濟效益，故今結合理論與實驗分析方法，探討得知京鈔的聲音特性，並可將所採用的分析與實驗方法應用於瞭解不同樂器之聲音相關特性。
木琴條模型驗證及聲音振動特性之探討
本文是運用有限元素分析與實驗模態分析對一木琴條結構進行理論與實驗量測分析，以獲得結構之模態參數，即自然頻率和模態振型，首先對木琴條進行模型驗證，接著對木琴條振動與聲音量測分析作探討，最後對木琴條結構幾何形狀作變更設計。
鑼臍型式銅鑼之聲音及振動特性的探討與設計分析
銅鑼一般用於廟宇慶典活動或節慶助樂之用，而銅鑼的製作一般均採用手工打造，並經由調音師運用耳聽的方式，來修整銅鑼的外觀曲面，以達最終優美的音色。因此，本研究針對鑼臍型銅鑼作進一步分析探討，以瞭解其聲音與振動模態的相關連性，將有助於傳統手工製鑼的設計相關參考依據，對未來可大幅縮短手工製鑼的時間與成本，同時也提供往後對於樂器設計之聲音與振動特性間之關連性的研究。
風扇噪音量測模組之開發與驗證評估
目前電子產品散熱效能需求增大導致散熱風扇多朝向高轉速設計，而風扇在運轉時會因為葉片的旋轉推動空氣產生風的流動，風在流動時與風扇葉片產生摩擦的聲音稱為風切聲，風扇運轉時轉速的高低會造成風切聲音量的大小變化，因此使用較高轉速的風扇時便會聽到較大噪音，而目前風扇噪音之生產線上檢測多以人工方式進行，難免有失客觀，故本文主要對散熱風扇建立一套線上噪音量測系統。
吉他之振動特性與模態分析
吉他的發展起源很早，而且聲音之獨特有別於一般管樂器與鋼琴，因此被廣泛的使用於演奏上。但是有吉他有一個很大之缺點，就是聲音太小，無法與管樂器或是鋼琴相比，直到麥克風與擴音器的發明後，才能與之比擬。吉他之結構主要是由共鳴箱、琴柄以及弦線所組成，而發聲的主要原理為藉由撥彈吉他之弦線，使共鳴箱共振產生共鳴而發出聲音，因此共鳴箱設計的好壞則決定了吉他的音色品質與音量大小。
銅鑼振動與聲音特性之探討
以有限元素分析架構一有限元素模型，進行有限元素分析，再針對實體作實驗模態分析。以實驗模態分析對有限元素分析進行比對驗證。‧針對銅鑼之聲音作分析，並以振動分析所得之模態參數與聲音量測所得之聲音特性進行比對，以找出聲音與振動之關聯性。‧以有限元素架構之有限元素模型，進行銅鑼設計，包括尺寸及材質的不同，並比對及探討尺寸及材模態參數及聲音特性的影響。
具封裝體印刷電路板受熱之溫度場分析與實驗驗證
在電子構裝產業中，印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)在體積日益縮小的情況下，除了由高溫所產生之破壞以外，在組裝、運輸及使用過程中，經由振動所產生的破壞亦為印刷電路板之設計關鍵，因此必須進行振動與熱傳複合試驗，故本文熱源採用加熱片對應刷電路板進行受熱，先探討印刷電路板受熱後之溫度情形，未來將建立振動與熱傳複合試驗。
自行車前叉之模型驗證與彎曲試驗模擬分析
自行車車體主要由把手、前叉、車架所組成，良好的車體結構可以保持足夠剛性，增加行車安全。傳統自行車為保持剛性，無法有效降低重量，使得車體笨重騎乘舒適度不佳，故本文透過模型驗證得到前叉之結構參數，並進行響應預測，透過預測的結果了解結構鋼性，作為後續探討結構輕量化對性能的影響。
車架之實驗模態分析實務與振動模態特性探討
本研究將對一多功能車輛之三維車架結構，針對其EMA之實務操作，包括探討實驗量測規畫和預測試方法與目的以及曲線嵌合軟體之使用技巧等做深入探討，而實驗所得到模態參數將可作為分析模型驗證之依據所建立EMA實務考慮之方法步驟流程，亦可成為其它車架結構EMA之參考。
口字樑之模型驗證與響應預測分析
本研究主要利用有限元素分析方法求得前懸吊口字樑結構理論模態參數，與實驗模態分析方法求得實驗之模態參數，進行前懸吊口字結構模型驗證，以期獲得等效有限元素模型，未來可作為後續響應預測分析。得到之等效有限元素模型進行靜剛性分析，主要求得由各方向之負載分別求得口字樑之麥西斯應力(von Mises stress)及最大主應力(principal stress)，以作為後續對各種行駛狀況之負載條件分析。
車輛行駛於不同路面狀況之底盤負載條件預測
車輛行駛於各種不同的路面條件下，車體或零組件承受來自不同路面的外力，對車輛結構均會造成操控安定性不同程度的影響，若能得到更有效、快速的驗證方法，即可有效縮短新車型的開發時程，並降低製作成本，有鑑於此建立一套快速分析流程，能得到更有效、快速的分析流程，可更快求得結構於不同路面狀況之結構想應，因此建立一套設計流程是非常重要的。
印刷電路板實驗模態分析重現性探討
近年來電子產品趨勢皆往高功能及高攜帶性方向快速進展，在這兩方面強力驅使下，環境應力篩選更是品質與可靠度保證方法，而在實驗中有諸多不可避免之人為差異性，本研究採用之PCB已使用於實驗相關測試一段時間，對於PCB內部結構是否有無變異，無法得知，因此重複EMA探討PCB之模態重現性差異，並評估所建構之等效有限元素分析模型之適應性。
巴士車廂內噪音之檢測評估
巴士車廂內噪音之檢測評估
隨時代快速演進，人們對於車輛需求已到不可或缺的地步，對於車輛舒適性的要求日趨嚴格，其中車內振動與噪音的產生對乘坐舒適度的影響是相當大，因此要增加乘車的舒適度，降低長時間駕駛與乘坐在車內的疲勞，就必須依賴車內振動與噪音的改善來達成。
並建立巴士車廂內各部位之振動與噪音傳輸路徑實驗規劃，
可瞭解傳遞效果之差異。
印刷電路板受熱狀態之振動模態分析與驗證
在電子構裝產業中，印刷電路板(Printed
Circuit Board, PCB)在體積日益縮小的情況下，除了由高溫所產生之破壞以外，在組裝、運輸及使用過程中，經由振動所產生的破壞亦為印刷電路板之設計關鍵，因此必須進行振動與熱傳複合試驗，由實驗模態分析可得實際結構有無受熱之模態參數及頻率響應函數，理論由有限元素分析可得印刷電路板有無受熱之理論振動模態及頻率響應函數，兩者比對得到足夠代表實際結構之等效模型
不同車輛模型於行駛品質之比較分析
目前工商社會進步迅速，交通工具的使用已經非常頻繁，一般民眾對車輛乘坐的舒適性、操控性將更受重視。國際標準組織在1978年訂定ISO 2361人類身體所能容忍的振動量。本文擬以有限元素法為基礎，發展車輛動態模型分析之步驟，使用ANSYS軟體的好處是可以減少曠日費時的推導系統運動方程式，只要改變對應之理念有限元素模型將可以迅速獲得分析結果。
九個自由度全聯結車動態模型之有限元素分析
車輛行駛在不平坦的路面時，因輪胎接觸不同的路面造成輪胎到避震器以及車身本體，皆受到程度不等的振動，此一振動會直接造成駕駛的不舒適感或車體元件之疲勞等問題。
不同封裝體數量印刷電路板之振動特性與響應預測模擬比較分析
在電子構裝產業中，印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)在體積日益縮小的情況下，除了由高溫所產生之破壞以外，在組裝、運輸及使用過程中，經由振動所產生的破壞亦為印刷電路板之設計關鍵，因此藉由對印刷電路板振動特性之研究與探討，能夠對PCB進行最佳化之結構設計，而要瞭解如何設計及改變，必須對結構振動問題進行分析才能探討結構因環境振動所造成的損害。
探討兩塊封裝體數量不同之印刷電路板於固定邊界下動態參數之變化，並於有限元素分析軟體中進行理論模態分析、簡諧響應分析及頻譜響應分析。在模態及簡諧響應分析部份，應用數個封裝體已模型驗證完成之結構參數套入單一封裝體有限元素模型求得自然頻率、模態振型及頻率響應函數，並進行兩塊印刷電路板之振動特性比較。
應用壓電薄膜感測器於未知外力之預測
本文主要發展一外力預測模式求取未知簡諧外力作用於樑結構之大小及作用位置，其簡諧外力假設為點力的形式。首先由理論分析及實驗模態分析得到樑結構之模態參數，當樑結構受到簡諧外力激振時，量取響應並定義預測響應及量測響應之最小誤差平方和為目標函數，進而架構最佳化問題，以求得未知簡諧外力之大小及作用位置。
應用智慧型材料結構系統於結構缺陷預測
本文嘗試以壓電轉換器取代傳統轉換器，即以壓電片取代衝擊鎚為驅動器，而以壓電薄膜取代加速度計為感測器，從事實驗模態分析，以得到頻率響應函數及結構模態參數，藉由自然頻率的變化及斜率振型差，找出懸臂樑結構缺陷的位置，最後由分析得到的結果，發展一套自動缺陷偵測的軟體，只需將所分析得到之模態參數值輸入即可偵測出缺陷的位置及大小。
智慧型材料結構系統應用於未知衝擊外力之預測
先前學者所發展外力之預測大都在已知位置情況下，對外
力大小之預測，不然就是已知外力作用形式，對時間歷程或位
置做預測，鮮少有對作用力位置、時間歷程與外力大小做預測
之模式。本文主要在發展一外力預測模式，以簡支樑結構物為
例以壓電薄膜為感測器，當外力作用為三角波衝擊形式時，透
過本預測模式對外力大小、作用時間歷程與外力作用位置都能
準確的預測出。
由壓電材料樑操作變形振型之模態振型預測
利用在操作狀態下之結構系統受到簡諧外力激振，使結構受到簡諧輸入，亦有簡諧響應輸出之特性得到壓電樑結構之單純量測輸出之響應，亦即操作變形振型進行模態振型預測，透過單純量測輸出之響應分析，突破以往傳統實驗模態分析之限制，因此，透過此方式量測結果即為操作變形振型，不但可以反應實際壓電樑結構之特性，亦可成為破壞檢測、外力預測及其他結構等分析之依據。
應用壓電薄膜感應器於結構之實驗模態分析
由於目前一般所使用之感應器有價格昂貴、體積大及質量重可能會對結構造成質量效應等缺點。因此本文嘗試用壓電薄膜取代加速度計做為感測器從事實驗模態分析，主要是壓電材料具有體積小、質量輕及擁有良好壓電特性，即壓電材料受高壓極化後，施加電場於材料，會使材料產生應變；相反的，當材料產生變形時，會使材料產生電壓差等特性，所以壓電薄膜非常適合做感應器。
環境振動試驗用印刷電路板之模型驗證
印刷電路板(Printed
Circuit Boards, PCB)的設計最重視的除了因日益縮小的體積而帶來的高溫破壞外，隨著其組裝、運輸、使用環境等各因素所帶來的動態破壞也將對PCB的使用壽命產生極大影響，故動態分析設計對PCB也是極重要的關鍵。若結合有限元素分析(FEA)與實驗模態分析(EMA)，將FEA的理論分析結果與EMA實驗分析數據作比較，以實驗結果為基準不斷修正FE模型的設定參數，最後可獲得與實際受測物等效的FE模型，並可將此等效FE模型運用在協助動態分析設計上。
壓電驅動模式於樑變形與應力分析之評估
當壓電材料的兩端加入一電壓時會使得材料產生變形，而此一變形與壓電材料的特性以及外加的電壓大小有關，因此其壓電效應所產生之變形量隨外加電壓而改變的現象為壓電驅動器之基本工作原理。
為使用有限元素分析之熱膨脹分析來模擬樑受壓電材料作用下之變形及應力分析，各別考慮了不同邊界及不同壓電材料位置的情形，探討理論分析之合理性。
壓電薄膜感應器於懸臂樑實驗模態分析之有限元素模型驗證
主要以有限元素分析方法對懸臂樑結構搭配壓電薄膜感應器做理論模型分析，並以實驗分析之結果驗證其正確性，根據比較結果顯示，有限元素分析與實驗模態分析之自然頻率、振型與頻率響應函數結果相吻合。因此本文證明利用有限元素分析模擬壓電薄膜感應器之可行性，並且以可以應用在其他複雜結構，將可從事壓電材料之振動模擬分析。
簡諧響應分析之阻尼效應
理論振動分析包含四種類型:模態分析、簡諧、暫態及頻
譜響應分析，模態分析可忽略阻尼效應，其餘須加入阻尼效
應，而阻尼效應之阻尼比須由實驗取得。本文首先分別簡介
比例黏滯阻尼多自由度系統之模態分析與簡諧響應分析，再
介紹不同阻尼模型之理論模型，特別針對ANSYS軟體阻尼設
定指令做對應之使用說明。
譜響應分析，模態分析可忽略阻尼效應，其餘須加入阻尼效
應，而阻尼效應之阻尼比須由實驗取得。本文首先分別簡介
比例黏滯阻尼多自由度系統之模態分析與簡諧響應分析，再
介紹不同阻尼模型之理論模型，特別針對ANSYS軟體阻尼設
定指令做對應之使用說明。
本文也探討一實際的懸臂樑結構，藉由實驗模態分析可求得其結構模態阻尼比，接著探討由實驗阻尼數據導入不同阻尼模型之設定，以能進行簡諧響應分析求得系統之頻率響應函數，並比較不同阻尼模擬方式對頻率響應函數之影響，本文最後提出可應用於各種工程結構實務問題，能包含阻尼效應的頻率響應函數之實務模擬程序與方式。
衝擊試驗後緣鋸齒波之撞擊模擬分析
隨著生活品質的提升，市面上各種家電、電子產品等不斷的推陳出新，為現代生活帶來不少便利。然而各種產品在製造、運送與使用過程中常遭受振動、衝擊與掉落等其他外力作用，導致產品損壞，故市面上各項產品在研發製造過程中，為確保產品具有承受環境應力之能力，皆需執行環境應力試驗，以驗證產品品質性能及承受衝擊環境之能力。假使能利用電腦軟體模擬分析產品受振動、衝擊與掉落之響應，可使設計者於開發初期預估產品品質性能與發掘及改善問題，如此可減少實驗次數及縮短開發時間與成本，以爭加市場競爭力。
本文主要以有限元素分析軟體模擬自由落下式衝擊試驗機於撞擊後產生之鋸齒波的模擬分析，探討衝擊平台頂面之衝擊時間與加速度之關係。比較模擬結果與規範要求之鋸齒波型是否吻合，如果吻合未來可更進一步了解其各項參數對衝擊時間與加速度之關係，用以設計特定形狀及大小之鉛錐，符合於各種試驗條件及規格之衝擊試驗規範。
鋁製球棒振動特性之探討
本文主要針對鋁製球棒進行實驗模態分析(EMA)，得到球棒結構之模態參數，包含自然頻率、阻尼比及模態振性。首先介紹EMA的概念及程序，並對鋁製球棒結構進行量測點之規劃，得到對應鋁製球棒結構之數學模型。傳統的EMA都使用衝擊鎚及加速規進行實驗量測，來得到量測之頻率響應函數(FRF)。再經由曲線嵌合軟體，得到實驗的模態參數。鋁製球棒是一個中空圓環型結構，此結構顯示兩種類型的結構模態振型，即為彎曲模態及圓環型模態。透過模態振型的累加，得到鋁製球棒的振動特性和甜蜜區域。
本文以中空圓環型之鋁製球棒結構進行實驗模態分析，並探討此結構之振動特性，其中顯示一個有效的方法，來確認甜蜜區域，未來可與有限元素分析搭配，進行模型驗證，得到等於實際結構之數學模型，達到快速的設計變更。
