這個單元是緩衝材「動態剛性」系列的第10篇。主題是：應用MADI思維流程於「緩衝材」之「動態剛性」改善。
首先，針對主題的重要關鍵詞拆解來看：
1.
「MADI」：在先前單元：#164，【產品振動噪音之量測、分析、診斷與對策 MADI for Product Noise and Vibration】，有提出「MADI」的思維流程。
2. 「緩衝材」(resilient materials)：是安裝於住宅浮式樓板下之緩衝材料。
3. 「動態剛性」(Dynamic Stiffness)：慣用符號：s’，單位：MN/m^3。
4. 「改善」(Improvement)：為什麼需要改善？要改善到甚麼目標呢？又，要如何改善呢？
「MADI」的思維流程，參閱圖示右上方的「MADI & 3K」圖示，要瞭解產品的振動噪音狀況，就需要「MADI」及「3K思維」，其中「MADI」就是：
1.
「量測」(Measurement)：要能夠客觀的評價產品之振動噪音，當然就需要「量測」其原始狀態的振動噪音。所以，需要有「Know what？」的設備使能進行。
2.
「分析」(Analysis)：其次，針對「量測」的信號，須進行「分析」，最常使用的就是「頻譜分析」，可參閱先前單元：#27【甚麼是頻譜分析？】，#103【頻譜分析儀如何處理量測信號？】，#109【對一個信號進行頻譜分析的原理為何？】。
3.
「診斷」(Diagnosis)：由「量測」及「分析」得到的訊息，接著就是要探討原因「Know why？」，希望能夠瞭解形成振動或噪音的原因。通常「分析」及「診斷」是個反覆循環的程序。
4.
「對策」(Improvement)：如果能夠透過「診斷」知道「Know why？」，瞭解了產品振動或噪音的原因，當然就要對症下藥，提出因應的改善對策，就是「Know how？」。
而「3K思維」，是進行診斷機器產品之振動噪音的重要心法：
1. 「Know
what？」瞭解現況：「量測」及「分析」都是「Know what？」的工作，「量測」需要「Know what？」的量測硬體儀器設備，而「分析」需要「Know what？」的分析軟體工具與技術。「Know what？」重點在瞭解機器的振動噪音狀態。
2. 「Know
why？」探討原因：當知道了機器的振動噪音狀態，需要進一步探索，為什麼？也就是「Know
why？」，真正瞭解「Know what？」的原因。
3. 「Know
how？」改善對策：最後當然要能夠提出因應的改善對策，就是「Know
how？」。
在此，則是將「MADI」及「3K」的思維流程，應用在「緩衝材」之「動態剛性」改善。
「緩衝材」之「動態剛性」，是指安裝於住宅浮式樓板下之緩衝材料，其「動態剛性」慣用符號：s’，單位：MN/m^3。
要取得「緩衝材」之「動態剛性」，當然就要啟動「量測」(Measurement)及「分析」(Analysis)，就是「Know what？」瞭解現況，參考先前單元：#235【ISO 9052-1測定緩衝材「動態剛性」的理念是甚麼？】，主要採用ISO 9052-1或是CNS 16022，參閱圖示下方，可知其「解析流程」的「理念」步驟如下：
1.
瞭解樓板的「實際結構」：是大面積的【混凝土板+緩衝材+RC樓板】。
2.
ISO 9052-1測試設定之「測試系統」：「緩衝材」取 20 cm X 20 cm的「試體」，就將大面積的樓板結構，「假設」簡化為小面積的「測試系統」。
3.
「測試系統」之等效「數學模型」：「假設」為「SDOF單自由度系統」，可以得知理論的「自然頻率」𝒇𝒏=𝟏/𝟐𝝅 (𝒌/𝒎)^0.5。
4.
測定「動態剛性」s’方法：有3個步驟，(1)量測「測試系統」之實際「自然頻率」𝒇𝒏，(2)推算「緩衝材」的「彈簧常數」𝒌=𝒎 (𝟐𝝅𝒇𝒏 )^2，(3)取得「緩衝材」的「動態剛性」s’=𝒌/𝑺。
另外，也可從另一個角度看，「量測」(Measurement)及「分析」(Analysis)，也就是「Know what？」瞭解現況。參考先前單元：#237【應用FSMIVCI思維流程於ISO
9052-1之動態剛性測定及隔音性能評估】，可由【F-S-M-I-V-C-I】，也就是採用「實驗方法」(experimental approach)，摘錄說明如下：
1.
Function：功能/目的。測定「緩衝材」之「動態剛性」。
2.
Sensor：感測器。採用的感測器，可參考ISO 或
CNS標準。
3.
Measurement：量測。量測步驟程序，可參考ISO 或
CNS標準。
4.
Index：指標、評估指標、性能指標。在此當然就是「動態剛性」。
5.
Value：指標對應的數值。可以取得「緩衝材」之「動態剛性」s’值。
6.
Criterion：指標對應的允收標準。在【建築技術規則建築設計施工編】，針對「橡膠緩衝材」「動態剛性」s’ 有相關的管制標準規定： s’ < 50 MN/m^3、s’ < 55 MN/m^3、s’ < 40 MN/m^3。設計需求：s’ 越小，衝擊音的隔音越好。
7.
Improvement：因應對策及改善作業。如果測定的「動態剛性」s’值，超過管制標準規定，就需要啟動改善作業。
在「Know
what？」瞭解現況之後，當「緩衝材」之「動態剛性」s’值，超過管制標準，要如何改善呢？也就是要提出「Know how？」改善對策。
在此需要啟動「診斷」(Diagnosis)和「對策」(Improvement)的綜合考量，並不是單純的只看，「動態剛性」s’值是否超標？「診斷」的精神，在知道真正的「Know why？」探討原因。
要知道真正的「Know
why？」探討原因，由圖示下方的步驟4.可知，「動態剛性」s’和「彈簧常數」𝒌
成正比。當s’要越小越好，所以𝒌 也要越小越好。簡單說，「緩衝材」要越軟越好。那麼又如何使得「緩衝材」更軟呢？
參考先前單元：#95【結構系統之振動模擬分析：問題定義的F-GMBI-R】，參閱圖片中間圖示，可由結構系統的【GMBI】來思考：
1.
G：Geometry代號，泛指系統及其零組件的幾何模型：針對「緩衝材」之形狀、尺寸等，要使得「動態剛性」s’小，也就是要使得「彈簧常數」𝒌 小，可以增加厚度。也可以設計成波浪形狀，使得「緩衝材」要越軟越好。
2.
M：Material代號，泛指系統及其零組件的材料參數模型：要使得「緩衝材」要越軟越好，橡膠材料本身，也是要軟，可以透過發泡、疏密顆粒等方式，目的就是使得「緩衝材」要越軟越好。
3.
B：Boundary代號，泛指結構系統之邊界狀態：在「緩衝材」會和混凝土板和RC樓板相接，可以透過波浪形狀，減少邊界接觸，可以使得等效「彈簧常數」𝒌 變小，進而降低「動態剛性」s’。
4.
I：Interface代號，泛指各零組件的組裝接合介面狀態：如果「緩衝材」是橡膠顆粒之膠合組成，理念上膠合材料除了黏著性外，當然是越軟越好，可以降低「動態剛性」s’。
綜合這個單元的討論，重點如下：
1. 提出了「MADI」及「3K」思維流程，應用於改善「緩衝材」之「動態剛性」。
2. 也闡述了【F-S-M-I-V-C-I】之思維流程，對應於「緩衝材」之「動態剛性」整體評估。
3. 最後，提出結構系統的【GMBI】，以思考如何改善降低「動態剛性」s’。
以上個人看法，請多指教！
王栢村
0 意見:
張貼留言