【振動噪音產學技術聯盟】網頁導覽影片

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振動噪音產學技術聯盟

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【崴昊科技】2018 SmartDO最佳化設計與智慧運算研討會;12/4(二)清華大學

今年的SmartDO Conference,講題內容相當精彩豐富,我們邀請到產學研界的專家介紹各領域的先進研發結果,包括國防,航太,工具機,機械,聲學,半導體等。
本次演講單位包括了: 國家太空中心,逢甲大學航太系,日月光集團,工研院智慧工具機中心,空軍航空技術學院,中科院飛彈火箭所,愛發股份有限公司。 許多內容在一般研討會不容易看到,特別感謝講師及用戶的強力支持,方能有此堅強的議題陣容組合。
時間 : 2018年12月4日(二),AM09:00~PM04:30
地點 : 國立清華大學工一館動力機械系演講廳(新竹市光復路二段101號)
費用 : 免費
主辦 :
  • 崴昊科技
  • 國立清華大學動力機械系
協辦 :
  • 虎門科技
  • 嘉航科技
  • 愛發公司
  • 豐康科技
報名網站 :
欲知更多SmartDO訊息
2018 SmartDO最佳化設計與智慧運算研討會 議程
  • 09:00~09:20 : B00:報到
  • 09:20~09:30 : 清大動機王培仁教授致詞
  • 09:30~09:40 : 主席致詞(崴昊科技/總經理/陳申岳博士)
  • 09:40~10:10 : L01:SmatDO 11.0 與未來發展方向(崴昊科技/總經理/陳申岳博士)
  • 10:10~10:40 : L02:太空級望遠鏡大口徑主鏡片輕量化設計與驗證(國家太空中心/黃枻愷先生)
  • 10:40~11:00 : B01:休息討論
  • 11:00~11:30 : L03:應用SmartDO完成微型揚聲器機械特性之最佳化分析(逢甲大學/航太系/劉育成老師)
  • 11:30~12:00 : L04:The Structure Optimization of Flip-Chip Packages on Stress and Thermal Effect(日月光集團/張哲愷主任)
  • 12:00~13:30 : B02:午休時間
  • 13:30~14:00 : L05:SmartDO於工具機伺服迴路馬達參數鑑別實務應用(工業技術研究院/智慧工具機中心/廖建智先生)
  • 14:00~14:30 : L06:新一代高壓縮比航空發動機壓縮器葉片設計(空軍航空技術學院/徐子圭老師)
  • 14:30~14:50 : B03:休息討論
  • 14:50~15:20 : L07:Design and Optimization of 3D Radial Slot Grain Configuration(國家中山科學研究院/飛彈火箭所/唐榕崧博士,石明賢先生)
  • 15:20~15:50 : L08:Nonlinear FEA and Optimization of the SRM Flexible Joint(國家中山科學研究院/飛彈火箭所/唐榕崧博士,石明賢先生)
  • 15:50~16:20 : L09:黑手也能聰明做 --- SmartDO 應用在機械零件之輕量化設計(愛發股份有限公司APIC/林錦源經理)

【107台灣聲學學會學術研討會】11/9在成功大學,歡迎踴躍參加

時間:中華民國107年11月09日(星期五)
地點:國立成功大學 光復校區國際會議廳 B1F(台南市大學路1號)
主辦單位:台灣聲學學會
執行單位:國立雲林科技大學
活動議程:

交通資訊:


開車
  • 南下:沿國道一號南下→下永康交流道右轉→沿中正北路、中正南路(南向)往台南市區直行→中華路左轉→沿中華東路前進→於小東路口右轉,直走即可抵達本校。【自國道三號南下者,轉國道8號(西向),可接國道一號(南向)】
  • 北上:沿國道一號北上→下仁德交流道左轉→沿東門路(西向)往台南市區直走→遇林森路或長榮路右轉(北向),即可抵達本校。【自國道三號北上者,轉86號快速道路(西向),可接國道一號(北向)】
搭乘火車
  • 於台南站下車後,自後站出口(大學路),大學路左側即為本校光復校區。
搭乘高鐵
  • 搭乘台灣高鐵抵達台南站,可至高鐵台南站二樓轉乘通廊或一樓大廳1號出口前往台鐵沙崙站搭乘台鐵區間車前往台南火車站,約30分鐘一班車,20分鐘可到達台南火車站,成功大學自台南火車站後站步行即可到達。



《振動噪音科普專欄》高爾夫球頭振動特性與擊球聲音關聯性


這個單元我們來看高爾夫球頭的振動模態特性,以及與球頭的打擊聲音之關聯性探討。

圖示的頻譜圖,有兩條曲線,紅色的曲線是高爾夫球頭的頻率響應函數(frequency response function, FRF),是以衝擊鎚敲擊球頭,加速度規量測加速度響應,取得振幅,如圖示的右側單位g/N。由FRF的曲線圖示可知,每一個峰值對應的頻率,即是球頭的自然頻率,也會有對應的模態振型及模態阻尼比,就是該球頭的振動模態參數

藍色的曲線是同步以麥克風量測的球頭聲音頻譜Gpp(f),如圖示的左側單位為dB。可以觀察到球頭的聲音頻譜,也是有諸多峰值頻率的現象,這些峰值頻率就是人耳主要聽見的聲音頻率組合。同時,可發現聲音頻譜峰值頻率FRF峰值頻率,有相當的對應性。

本單元要來深入觀察探討的是,球頭的打擊聲音是可以由球頭的聲音頻譜,了解其發出聲音的特性。同時,由球頭的聲音頻譜與球頭的頻率響應函數,兩者的峰值頻率有相互對應,說明為什麼會兩兩相對應呢?這樣的相互對應,代表了甚麼意義?對於球頭結構的設計有甚麼影響?讀者可以先回顧先前單元:聲音如何產生?】、【康熙字典怎麼解釋【聲】(sound)

對應球頭聲音頻譜以及頻率響應函數峰值頻率,圖示分別顯示了由實驗模態分析所取得的球頭模態振型,可以由圖示高爾夫球頭的橘色打擊面(face)、紫色頂面(crown)、水藍色底面(sole)模態振型特徵,了解球頭振動模態敲擊聲音的關係。

由圖示,不同峰值頻率即結構的自然頻率,也是球頭的發聲頻率,觀察不同振動模態模態振型特徵,討論如下:

1.      4053.3Hz:球頭橘色打擊面(face)的振型,呈現(1,1)模態特徵。可參閱:【典型矩形平板模態振型之解讀】,了解(1,1)模態振型的意義。
2.      5006.3Hz:球頭紫色頂面(crown)及水藍色底面(sole)的振型,也都是(1,1)模態特徵。
3.      5781.3Hz:球頭橘色打擊面(face)的振型,呈現(2,1)模態特徵。紫色頂面(crown),則呈現接近(3,1)模態特徵。
4.      6400.0Hz:球頭橘色打擊面(face)的振型,呈現(1,2)模態特徵。紫色頂面(crown),則呈現接近(1,3)模態特徵。
5.      8212.5Hz:球頭橘色打擊面(face)的振型,呈現(3,1)模態特徵。水藍色底面(sole)的振型,則呈現是(1,3)模態特徵。
6.      8803.3Hz:球頭橘色打擊面(face)的振型,呈現(3,1)模態特徵。
7.      9540.6Hz:水藍色底面(sole)的振型,則呈現是(2,2)模態特徵。

先前單元探討過:【鑼臍型式銅鑼之敲擊聲音與振動模態有關嗎?】、【知道【模態振型】對結構設計有幫助嗎?】,以及前述的球頭打擊面(face)頂面(crown)、及底面(sole)模態振型解讀,就可以知道(1,1)(2,1)(3,1)(1,2)(1,3)(2,2)模態振型特徵,會激發出球頭的聲音頻率,分別來自球頭打擊面(face)頂面(crown)、及底面(sole)振動模態效應,就是與模態振型(x,y)模態特徵相關。

高爾夫球頭結構設計除了強度設計的考慮之外,另一個設計考慮因素就是好聽的擊球聲音,由圖示球頭的聲音頻譜頻率響應函數的對應,以及各峰值頻率對應的自然頻率模態振型特徵,可以一窺球頭打擊聲音的發聲機制

要設計出好聽的球頭擊球聲音:首先,要界定好聽的聲音特徵頻率。其次,依照發出聲音頻率對應的模態振型,進行結構模態分析,以能預測發聲頻率。進而,對球頭結構作變更設計分析,使得振動模態的自然頻率與好聽的聲音特徵頻率相符。這是基於球頭擊球聲音考慮的球頭設計基本作業原則

本單元以高爾夫球頭實際量測的頻率響應函數聲音頻譜特性,解釋說明球頭打擊聲音的發聲機制,可以知道球頭打擊聲音與球頭的振動模態特性有極大關聯性,特別是球頭的打擊面(face)頂面(crown)、及底面(sole)模態振型特徵相關。希望對讀者在高爾夫球頭打擊聲音的發聲機制,有進一步的了解與認識!

以上個人看法,請多指教!

王栢村
2018.10.08




《振動噪音科普專欄》聲音信號的時頻圖分析與頻譜分析:竹製打擊樂器之聲音特性探討


前一個單元【聲音信號的時頻圖分析與頻譜分析:民俗童玩木製青蛙之聲音特性探討】,討論了甚麼是聲音信號?甚麼是時頻圖?甚麼是聽頻譜分析?介紹應用SM軟體http://aitanvh.blogspot.com/2017/10/sm.html?m=0,以STFT以及FFT處理分析時間域聲音信號,可分別得到時頻圖聲音頻譜圖,並且探討木製青蛙刮刷時的聲音頻率特徵

這個單元則是採用相似的分析方法,針對一組竹製打擊樂器竹管,量測每一根竹管的打擊聲音信號,並以短時傅立葉轉換STFT以及快速傅立葉轉換FFT處理分析時間域聲音信號,分別得到時頻圖聲音頻譜圖,進而可以解讀每一根竹管的基音頻率及其泛音頻率

左方圖示是有12根竹管的打擊樂器,每一根竹管的基本結構如左下方示意圖,取材是中空竹管外,一端是竹節封閉口,另一端是呈現半圓形的剖面管形開口。

首先,對C6的竹管進行打擊的聲音量測,得到C6竹管聲音的時間域波形,可以觀察時間很短,僅有0.1秒左右,呈現一種衰減型的信號,與實際聲音的聽感是對應的。

將此C6竹管聲音,以快速傅立葉轉換(fast Fourier transform, FFT)處理,可以取得如右上方圖示的C6竹管聲音頻譜,可以觀察的重點:

1.          基音頻率(fundamental frequency):頻譜圖中的第一個峰值頻率,接近1000Hz左右,是這個竹管的基音頻率(fundamental frequency),與【音階標準頻率C6=1046.5Hz相接近,所以,可判定此竹管是C6音階,就是Do
2.          泛音頻率(overtone frequency):如圖中標示,在2000300040005500Hz頻率附近,也都有呈現頻譜峰值響應,由於對應的聲音量值大,所以都會貢獻到人耳實際的聽感。除了基音頻率以外的聲音頻譜峰值頻率,都可界定為泛音頻率。可參考先前單元:【單一頻率與倍數頻率聲音的聽感差異?

對其他所有竹管,也都進行如圖示右方上部的聲音量測頻譜分析,可分別取得每一根竹管的基音頻率泛音頻率組成。其中,基音頻率,代表的就是該竹管的音階頻率。而,泛音頻率是影響竹管打擊聲音整體聽感的因素之一。

右下方圖示的時間域波型,是12個竹管的單獨敲擊聲音組成之時間域聲音信號,下方為對應的時頻圖,透過時頻圖分析,工程上,稱為短時傅立葉轉換(short time Fourier transform, STFT)分析,對時間域信號,作STFT處理,可以得到彩色圖示,即稱為時頻圖水平軸是對應的時間0~6sec垂直軸是頻率0~10000Hz色彩區的顏色代表音量,紅色表示有高的聲音量值。由時頻圖,可以觀察的重點:

1.          基音頻率(fundamental frequency):時頻圖中第一個峰值頻率,可以發現隨著不同的音階,由左到右,呈現遞增現象,因為,是由低音C6,逐漸到最高音G7。有興趣讀者可查閱先前單元:【音階標準頻率】。
2.          泛音頻率(overtone frequency):在時頻圖中,每一個獨立音階的聲音頻譜,也都可以明確辨別出來泛音頻率的特徵。

本單元介紹應用SM軟體,對一組具有12根竹管的打擊樂器,作聲音量測以及其打擊聲音的頻譜特性分析。以STFT以及FFT處理分析時間域聲音信號,分別得到時頻圖聲音頻譜圖,可以了解此竹管打擊樂器的聲音頻率特徵。希望對讀者在了解聲音信號的解析,有進一步的了解與體會!

以上個人看法,請多指教!

王栢村
2018.10.09





【虎門科技】2018第27屆虎門科技CAE應用年會





INVITATION

2018虎門科技CAE應用年會 邀請函 
2018 年 10 月 22 日 台北新板希爾頓酒店宴會廳2樓(板橋高鐵、捷運站斜對面)
 
致各產業研發先進: 
第27屆虎門科技CAE應用年會即將在10月22日隆重登場! 虎門科技已有30年歷史,秉持教育、研究、科學發展之精神, 每年舉辦CAE用戶大會。大會現場邀請業界、 學界知名專家學者講授精彩之學術研究、成功案例、知識經驗, 每年吸引上百位模擬工 程師、專家、專案經理、資深業界人士…參加, 虎門年會也因此享有盛譽。 今年,將再次邀聚CAE領域最先進的模擬技術, 及重量級的專家學者,打造頂級CAE技術講座。 內容囊括結構、流體、半導體應用、多物理耦合、電磁…等各領域主題。 內容精彩絕倫,將引領業界工業模擬技術達到新高度。 
期待您的撥冗蒞臨!
2018虎門科技CAE應用年會-會務組
2018年10月 

舉 辦 日 期:2018年10月22日(一)
舉 辦 時 間:AM 08:30 - PM 05:00 上午主題演講及下午分廳演講    
 會議地點:台北新板希爾頓酒店,2樓會議廳
展館位置:新北市板橋區縣民大道二段8號

大會報名聯繫方式 
‧報名連絡人:(02)29567575 黃菁微 小姐
‧報名傳真:(02)29565180
‧詢問郵件:2018cae@cadmen.com