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振動噪音產學技術聯盟

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【虎門科技】3/23工程模擬,無所不在!自行車產業CAE模擬應用研討會,歡迎踴躍參加~


台灣是自行車產業重鎮,為提升產品的競爭力,各大業者紛紛轉戰高端部件產品發展,並透過CAE模擬工具來掌握自行車產品的關鍵技術。虎門科技深耕台灣近40年,一直致力於協助用戶透過ANSYS數值模擬分析,來有效的加速開發流程,達到降低研發成本、提升技術能量、增強總體競爭力。

工程模擬是ANSYS唯一的關注重點,為滿足所有工程師的需求,推出首款集成型綜合多物理場模擬環境AIM,它憑藉同類最佳的求解器技術,在全新模擬流程模式環境中,含概結構、流體、熱傳、電磁等功能,可指導工程師進行多物理場工作流程,不僅考慮物理現象的相互耦合作用,還可自動化處理繁雜的任務,大幅節省開發流程,快速評估產品設計性能。

本活動將實例展示AIM在自行車產業的應用,透過可隨時在整個組織機構部署的物理場功能,讓數值模擬分析任務變成輕鬆簡單。 馬上報名,千萬千萬不要錯過了。




活動資訊:

  • 時間:3/23(五)14:00~17:00
  • 地點:
    • 虎門科技股份有限公司-台中專業教室
    • 《台中市北屯區文心路三段447號30樓之2》
  • 費用:免費
  • 報名方式:
    • **名額限制20人
  • 聯絡方式:
    • 聯絡人:林珮瑜 小姐
    • 連絡電話:04-2296-6080
    • 電子郵件:phyllis.lin@cadmen.com

講師簡介:

  • 陳懋國 博士(Jerry Chen)
    • 現職:虎門科技客戶服務經理
    • 經歷:擁有7年以上的自行車、汽車及半導體產業生產製造經驗
    • 學歷:
      • PhD in Aerospace Engineering, Old Dominion University, USA 
      • Masters in Automotive Engineering, Leeds University, UK 
  • 陳瑞凡 (Tim chen)
    • 現職:虎門科技多物理耦合領域技術服務副理
    • 學歷:國立中山大學-機械碩士


研討會議程:

時間議程
14:00~14:20AIM產品亮點
14:20~15:20響導式模擬流程平台
車架結構強度、疲勞、優化分析
15:20~15:30休 息
15:30~16:30快速、高性能模擬 整車流場模擬分析
16:30~16:40Q & A
若遇不可預測之突發事件或人數不足等因素,虎門科技保有活動調整之權力
虎門科技得視活動性質擁有最終名單審核之權力





徵【計畫專任助理】屏科大機械系振動噪音實驗室

職稱:計畫專任研究助理

聘期:10721日起至108131日。

聘用人數:2

工作內容:
  • 聯盟會員服務窗口
  • 聯盟會員服務需求諮詢
  • 執行聯盟振動噪音相關專案合作與服務內容
  • 規劃與辦理聯盟各項活動
  • 聯盟專業推廣,參加研討會宣傳、廠商拜訪開發聯盟新會員
  • 其他有關聯盟事務項目
  • 工作時間:08:00-17:00
需具備條件:
  • 具國內、外碩士、大學以上機械相關系所畢業者佳
  • 可獨立進行作業,工作態度認真負責、具備良好溝通協調能力
  • 具備報告撰寫、資料彙整及統計分析能力
  • 熟悉電腦文書處理相關軟體
  • 具備振動噪音實務經驗者佳
  • 具備CAE/EMA之整合應用經驗者佳
  • 具備MATLAB程式GUI撰寫經驗者佳
  • 能配合出差
  • 待遇:依據科技部補助計畫進用人員薪資(含勞健保)
聯絡方式:
  • 意者請於107年0131日前將個人履歷表、自傳及相關證明文件E-mail寄至信箱:wangbt@mail.npust.edu.tw
  • 書面審查合格者將另行通知面試時間,不合格者恕不另行通知

地址:屏東縣內埔鄉學府路1 國立屏東科技大學機械工程系 振動噪音實驗室


電話:(08)770-3202 7017

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《振動噪音科普專欄》甚麼是「感測器」(sensor)及「物理量」(physical quantity)?

 
在振動噪音量測時,代表振動量的大小,最常度量的「物理量」 (physical quantity)就是加速度(acceleration)。而代表聲音的物理量就是聲音壓力。當我們要量測物體振動的加速度、或是物體發出聲音的聲音壓力,就需要有對應的「感測器」(sensor)來進行量測。本單元就來說明甚麼是「感測器」(sensor)?以及甚麼是「物理量」 (physical quantity)

甚麼是「感測器」(sensor)呢?簡單的說,能將「物理量」 (physical quantity)轉換成電的訊號(electrical signal),就是「感測器」。為了將電壓轉換成正確的物理量值,就必須知道這個「感測器」的「靈敏度」,有關「感測器」的「靈敏度」我們再另闢單元討論。

那麼甚麼是「物理量」呢?在力學領域的「物理量」(physical quantity)、或稱物理參數(physical parameter),可以FMLT因次分析(dimensional analysis)來說明。

1.      Fforce力的代號,若以國際單位(International System of Units),通常以SI制單位稱之。力的單位為牛頓,SI制單位符號:N
2.      Mmass質量的代號,以SI制單位為例,質量的單位為公斤,SI制單位符號:kg
3.      Llength長度的代號,以SI制單位為例,長度的單位為公尺,SI制單位符號:m
4.      Ttime時間的代號,以SI制單位為例,時間的單位為秒,SI制單位符號:s

在力學領域的「物理量」可由牛頓第二定律,變數符號方程式:f=ma,物理量方程式:力=質量X加速度,進行說明。其中,

1.      f:力的變數符號,FMLT因次符號:FSI制單位:N
2.      m:質量的變數符號,FMLT因次符號:MSI制單位:kg
3.      a:加速度的變數符號,FMLT因次符號:L/T^2SI制單位:m/s^2

FMLT因次分析,寫出對應f=ma的因次分析,可得到:F=ML/T^2,因此,N=kg·m/s^2。在力學領域,常見的「物理量」都可以由FMLT的因次分析,以及實際的SI制單位,寫出對應的因次分析與單位之關係,例如:

1.      幾何參數:如面積,A=L^2SI制單位:m^2。體積:V=L^3SI制單位:m^3
2.      材料性質:如密度,ρ=M/L^3SI制單位:kg/m^3。楊氏係數,E=F/L^2SI制單位:N/m^2=Pa
3.      振動參數:如位移,x=LSI制單位:m。速度,v=L/TSI制單位:m/s。加速度,a=L/T^2SI制單位:m/s^2
4.      聲音參數:如聲音壓力,p= F/L^2SI制單位:N/m^2=Pa

通常「感測器」量測得到之電的訊號為電壓(voltage),可以傳送到電腦得到此「物理量」的時間歷程(time history)訊號。常用的振動噪音量測「感測器」名稱及對應的「物理量」與「SI制單位」,類舉如下:

1.      位移感測器【位移計】位移m
2.      速度感測器【速度計】速度m/s
3.      加速度感測器【加速度規】→加速度m/s^2
4.      聲音壓力感測器【麥克風】聲音壓力N/m^2=Pa
5.      力感測器→力→N


綜合本單元的說明:

1.          「感測器」(sensor):能將「物理量」 (physical quantity)轉換成電的訊號(electrical signal),這個電的訊號通常為「電壓」 (voltage)
2.          藉由「感測器」的「靈敏度」:可將度量的「電壓」數值,轉換成正確的「物理量」數值。我們再另闢單元討論「感測器」的「靈敏度」。
3.          在力學領域的「物理量」:可以由FMLT因次分析(dimensional analysis)來說明。FMLT分別為力、質量、長度、時間的因次代號。
4.          國際單位系統(International System of Units):通常以SI制單位稱之,源自法文:Système international,簡寫SI,代表國際單位。
5.          FMLT因次代號所對應的SI制單位:分別為力F=N、質量M=kg、長度L=m、時間T=s
6.          牛頓第二定律:變數符號方程式:f=ma。物理量方程式:力=質量X加速度。FMLT因次分析F=ML/T^2SI制單位:N=kg·m/s^2
7.          力學及振動噪音領域,常見的「物理量」:如面積、體積、密度、楊氏係數、位移、速度、加速度、聲音壓力等,均可以寫出對應的【FMLT因次分析】、以及【SI制單位】。

本單元簡單說明【甚麼是「感測器」(sensor)?】,也同時說明了【甚麼是「物理量」(physical quantity)?】的觀念,以及【FMLT之因次分析】與【SI制單位】的說明,希望對讀者有所幫助。

以上個人看法,請多指教!

王栢村

2018.01.16






《振動噪音科普專欄》如何進行「麥克風」校正?



麥克風(microphone)是量測聲音壓力的感測器(sensor),振動噪音工程師在量測產品的聲音,都需要借助麥克風進行量測。量測的聲音壓力訊號如何確保其正確性呢?當然需要透過感測器的校正(calibration)程序,本單元就來介紹「麥克風」的校正!

要進行「麥克風」校正,需要有標準音源器(Sound Level Calibrator),以及一部「頻譜分析儀」 (FFT Spectrum Analyzer)

先前單元:【為什麼標準音源器取1kHz94dB114dB】,已經介紹了「標準音源器」的動作原理,本單元將應用「標準音源器」對麥克風進行校正。在此須附註:本單元介紹的是實驗室級的校正方法;麥克風的校正仍需要由通過「國家度量衡標準實驗室」認證之公正單位,定期進行麥克風感測器之校正。

如圖示將麥克風插入安置於「標準音源器」,其設定為94dB的訊號輸出,麥克風另一端透過連接線接到「頻譜分析儀」。頻譜分析儀的主要設定有:

1.       量測頻道設定(channel setup):有三個主要設定,(1)選擇視窗加權函數(window)設定為Flat-Top,理由:因為「標準音源器」發出的是簡諧波,且希望有正確的簡諧波振幅解析。(2)設定感測器靈敏度(sensitivity),圖示範例為46.44 mV/Pa,也就是電壓值為46.44mV時,聲音壓力為1 Pa(3)設定0 dB的參考值,Pref=20μPa=2e-05 Pa,理由:依照「聲音壓力位準」分貝值dB的定義。
2.       快速傅立葉轉換參數設定(FFT setup)(1)設定有效頻寬fc=2000 Hz,因為「標準音源器」的信號是1000Hz(2) 設定頻率域有效解析條數Nc=3200,所以,可得到頻率解析度df=0.625 Hz(3)觸發(trigger)設定為Free Run,也就是訊號的時間零點由量測軟體任意設定。(4)平均次數Average=3,因為是穩定音源。

由圖示的量測視窗,上半部是時間歷程訊號,下半部是自身功率頻譜密度函數(auto power spectral density function),簡寫Auto PSD。量測視窗的重要討論如下:

1.       時間歷程的聲音壓力訊號,確實呈現簡諧波特徵,時間域振幅值接近1.4,在+/- 1.4之間波動,也就是聲音壓力之振幅大小為 1.4 Pa左右,此乃因為「標準音源器」是1000 Hz簡諧波,Prms=1 Pa,而振幅P=sqrt(2)*Prms,所以,P=1.414*Prms
2.       Auto PSD呈現的頻譜圖,注意y軸的單位是dB (Urms),所以可以得到在x:1022 Hzy:93.89 dB~=94dB,正確的頻譜圖。因此,可以判斷此麥克風的靈敏度設定與量測連線的組合,有正常正確的聲音壓力量測結果,符合1000 Hz簡諧波,Prms=1 Pa的聲音壓力特徵。

綜合本單元的說明,欲進行「麥克風」校正,振動噪音量測工程師必須認知:

1.       要進行「麥克風」校正,需要有標準音源器(Sound Level Calibrator),以及一部「頻譜分析儀」 (FFT Spectrum Analyzer)
2.       充分了解「標準音源器」的動作原理,是1kHz簡諧波,有94dB114dB兩個「聲音壓力位準」選項。
3.       熟悉「頻譜分析儀」的操作,包括:量測頻道設定(channel setup)、快速傅立葉轉換參數設定(FFT setup)及量測視窗的顯示功能。
4.       需要正確的判讀頻譜圖(spectrum),本單元介紹了Auto PSD。由於,標準音源器(Sound Level Calibrator)的「聲音壓力位準」是94dB,代表的是Prms=1 PaAuto PSD的顯示單位要正確的對應。

本單元簡單說明【如何進行「麥克風」校正?】,希望對讀者有所幫助。

以上個人看法,請多指教!

王栢村
2018.01.09