這個單元要來探討的主題是：針對「靜力分析」(Static Analysis)，如何「定義問題」(Define Problem)？要介紹的心法是：FGMBIR。
在先前單元：#289，【如何進行結構的「靜力分析」？】，探討如何進行「靜力分析」，主要步驟，包括：
1. 定義問題：
2. 建構數學模型：
3. 發展有限元素模型：
4. 進行FEA軟體應用分析：
5. 解讀分析結果討論評估：
其中，第一個步驟，就是要「定義問題」，本單元將應用【F → GMBI → R】心法，來思考問題定義(Problem Definition)。
首先，就來看甚麼是【F → GMBI → R】心法，參閱圖示左上方，可以看到系統方塊圖(system block diagram)，說明如下：
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F=Force外力負荷。
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G=Geometry幾何。
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M=Material材料。
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B=Boundary邊界條件。
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I=Interface接觸介面。
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R=Response結構響應。
以系統的ISO角度來看，也就是：
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I=Input 輸入：就是Force外力，施加在結構上的負荷，如果是「靜力分析」，也就是外力不隨時間變化，所以，外力是常數。
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S=System 系統：就是GMBI，包括：Geometry幾何、Material材料、Boundary邊界條件、Interface接觸介面。針對Geometry幾何來說，一個結構有其幾何形狀和尺寸，需要明確的定義。而結構的每個零組件會是由某種Material材料所製作。就Boundary邊界條件來說，就是結構的邊界狀態，例如：固定邊界、對稱邊界等。Interface接觸介面係指零組件之間的接觸狀態，如果是單一零件的結構，當然就不必定義其Interface接觸介面。
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O=Output 輸出：就是Response結構響應，包括：變形(deformation)、應力(stress)。通常會以結構應力，進行結構的安全性評估。可參考先前單元：#290，【如何進行結構的「安全性」評估？】。
所以，可以看出來【F → GMBI → R】就是，【Input → System → Output】=【ISO】。
在此，舉一個結構案例：樑置於兩端基座上受均佈壓力之靜力分析，來說明如何應用【F → GMBI → R】心法，進行「定義問題」：
1.
F：參閱圖示右上方的結構示意圖，為一個樑置於兩端基座上，在樑的頂面，受到均佈下壓力的作用，並且假設Force外力：此均佈下壓力是常數，其單位是Pa，所以，進行的是「靜力分析」。
2.
G：再參閱圖示右邊中間示意圖，顯示了此樑結構和基座的Geometry幾何參數，包括：𝑳、𝒃、𝒕、𝒉。概念上，對結構的每一個零組件，形狀及尺寸都需要明確的定義，這些就是幾何參數(Geometry parameters)。
3.
M：其次，每一個零組件都有其Material材料參數(Material parameters)，如圖示樑結構和基座結構的材料，都定義了楊氏係數(Young’s modulus)：200 (GPa)，普松比(Poisson ratio)：0.3，是典型的鋼材。
4.
B：接著，要定義Boundary邊界條件(Boundary condition)，在基座的底部，假設是固定邊界(fixed boundary)，也就是理想狀態的固定邊界。
5.
I：再來，Interface接觸介面，在定義零組件之間的接觸狀態，在此，樑結構是置放在基座的上方，通常會定義接觸面(Contactor)和被接觸面(Target)，係以力傳遞的概念來設定，由於力的傳遞是由上而下，所以，樑結構的底面就是Contactor，而兩個基座的頂面就是Target。
6.
R：最後，要進行結構的「靜力分析」，就是要分析瞭解結構的變形(deformation)和應力(stress)狀態，就是Response結構響應。分別參閱圖示中間下方的結構變形圖和結構應力𝝈𝒙的分布圖。
綜合一下這個單元的討論，是以【F → GMBI → R】心法，對結構的「靜力分析」做問題定義，也就是以【Input → System → Output】=【ISO】，做系統化的「定義問題」，需要定義的參數，包括：
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F=Force外力負荷。
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G=Geometry幾何。
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M=Material材料。
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B=Boundary邊界條件。
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I=Interface接觸介面。
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R=Response結構響應。
以上個人看法，請多指教！
王栢村
