【振動噪音科普專欄】後記 – 心路歷程與感想

Dear【振動噪音科普專欄】的讀者：

 

首先，感謝所有讀者，對【振動噪音科普專欄】的長期支持。截至2026.10.23，科普專欄發布的主題，到達500篇。在此，向所有讀者，正式宣布：【振動噪音科普專欄】將停止發佈。

 

長期追蹤的讀者，可以發現這星期，連續發布了5篇，每週的發布，還是有一些力不從心、或力有未逮。所以，就選擇在這個星期，發布【振動噪音科普專欄】達500篇，就此告一段。

 

為什麼要停止發佈【振動噪音科普專欄】呢？

 

有道是：天下無不散的筵席！有人以英文說：All good things must come to an end.

 

最主要理由是，個人將在明年2027.02.01屆齡退休。

 

在這學期，還能夠在每一篇，用這樣的開場白、明確的說：大家好，歡迎收看【振動噪音科普專欄】，我是國立屏東科技大學機械工程系教授，王栢村。這個單元要來探討的主題是，...！

 

回首來看，500篇，不是個簡單的數字？以每星期發布一篇，一年52星期來推算，【振動噪音科普專欄】已經持續九年多，將近十年了。

 

有學生問我：老師，您有甚麼信念，持續地撰寫【振動噪音科普專欄】？

 

就在這裡，回顧一下，撰寫【振動噪音科普專欄】，這件事情的緣起緣滅吧！

 

在2014年2月，開始執行科技部推動的產學小聯盟計畫，計畫名稱：振動噪音產學技術聯盟。聯盟的英文名稱：Academia Industry Technology Alliance for Noise, Vibration and Harshness，簡稱：AITA/NVH。很榮幸、也很幸運，持續受到兩期6年的專案計畫補助，一直執行到2020年1月。

 

撰寫的第1篇，檔案名稱：【2017.04.06--為什麼'noise and vibration'都說【振動噪音】，而不是【噪音振動】？】。只是一個發想，就在聯盟Facebook臉書網頁，發佈了這個貼文。

 

老實說，當初發佈【振動噪音科普專欄】的發想，是為了執行科技部的產學小聯盟計畫，爭取績效的一環。另外，也希望透過【振動噪音科普專欄】的發佈，能夠吸引業界朋友來認識、加入AITA/NVH振動噪音產學技術聯盟。有沒有效果，就要問一下，曾經加入聯盟企業會員的朋友了！

 

就這樣持續開啟了發佈【振動噪音科普專欄】的篇章，一路到今天的500篇。

 

在第1篇之後，陸續發佈了幾篇，都是在聯盟Facebook臉書網頁，發佈。同時，在Google blog spot的聯盟官網，同步發表、文稿式的內容。其中，也有幾篇，開始以錄影的方式，在YouTube頻道，同時發佈。

 

應該是從第23篇開始，【振動噪音科普專欄】確定了整體的發佈模式，以及個人作業的SOP：

 

1.      訂定想要發佈的主題：構思內容、架構。

2.      準備一頁PPT的投影片：規劃主題的內容、說明的步驟順序。

3.      錄影主題的解說：只用了PC最陽春的工具，錄影幾乎都是一次搞定。

4.      撰寫對應影片講解的文字稿：會加入一些影片說明不足、不完整、或不恰當的說法，以文字補充說明。

5.      彙整檔案，請聯盟計畫助理，協助上網發佈：發佈在三個網頁，包括：(1) 聯盟官網Google blog spot、(2)聯盟FB粉絲團、(3)個人的YouTube專頁。

 

因為，以最陽春的工具錄製影片，所以，曾有讀者反應，既然是【振動噪音科普專欄】，怎麼聲音品質不好？或是影像畫面不佳？真的，只能說抱歉，這個專欄，幾乎是無報酬、純奉獻、沒有真正的資金、沒有專業團隊的製作，幾乎只是自己一個人、獨力完成的工作。

 

當聯盟計畫在2020年1月結束，查了一下日期，當時，發佈到第146篇。心想，聯盟計畫已經結束了，還有需要繼續發佈【振動噪音科普專欄】嗎？

 

其實，也不是這時候才萌生這個念頭，在每年度的聯盟計畫檢核、複審口頭報告，雖然，都有列出【振動噪音科普專欄】的績效，好像並不是審查委員有看到、或檢覈的重點？不禁自己問自己：所為何由？

 

在2020年1月聯盟計畫結束後，確實有一段掙扎，因為，撰寫發佈【振動噪音科普專欄】，真的花費相當多的時間精力。簡單估算一篇專欄文章的時間：

 

1.      訂定想要發佈的主題：平均一篇需1小時。

2.      準備一頁PPT的投影片：平均一篇需2~3小時。

3.      錄影主題的解說：平均一篇需0.5小時。

4.      撰寫對應影片講解的文字稿：平均一篇需2~3小時。

5.      彙整檔案，請聯盟計畫助理，協助上網發佈：助理發佈。自己發佈的經驗，至少需0.5小時。

 

粗略的估計，每一篇專欄文章，至少需要6~8個工作時數。接近一個工作天，也就是500篇下來，個人投入這項工作，也接近500個工作天喔！

 

再回到，學生問我：老師，您有甚麼信念，持續地撰寫【振動噪音科普專欄】？

 

林醫師的【初積】心法，有開始、有累積。應該是支持自己、一路堅持下來的原動力。當到達100篇了、200、300、…，真的無一時刻、沒有不想要停下來的想法，就是【初積】，這兩個字的心法，讓自己堅持下來的。

 

天下無不散的筵席！有人以英文說：All good things must come to an end.

 

雖然，【振動噪音科普專欄】要停止發佈，不過，在各個雲端網頁平台上，還是可以隨時、觀看、閱讀。

 

以上個人看法，請多指教！

 

王栢村教授

2026.10.19

 

振動噪音科普專欄【總表】：https://goo.gl/RXUxJA

振動噪音科普專欄【簡介】：https://reurl.cc/5X1rm7

振動噪音科普專欄【YouTube頻道-播放清單】：https://ppt.cc/fijOWx

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《振動噪音科普專欄》預告：振動噪音科普專欄將發佈到500篇，就告一段落。

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Dear振動噪音科普專欄的讀者：

 

首先，感謝所有讀者，對振動噪音科普專欄的長期支持。截至2026.08.17，科普專欄發布的主題，到達487篇。在此，提前預告：振動噪音科普專欄將發佈到500篇，就告一段落。

 

以每星期發布一篇，一年52星期來推算，振動噪音科普專欄已經持續九年多，將近十年了。

 

個人將在明年2027.02.01屆齡退休，還有最後一學期的教學工作。對於振動噪音科普專欄，有個想法，完成到500篇，會告一段落，為什麼呢？

 

(1)   500，看起來，是個可以圓滿、吉祥的數字。而且，在這學期、個人的教學生涯，是可以達成的。

(2)   隨著退休規劃，各項計畫都告一段落，沒能再聘助理，協助PO文、發布振動噪音科普專欄的行政作業。這個PO文、發布科普專欄程序，看似簡單的處理，其實，還蠻繁瑣的。

(3)   又，協助PO文的碩士班研究生，在7月完成碩論，關門弟子也離開學校，沒有幫手可以協助發布科普專欄。

(4)   本來，準備一篇振動噪音科普專欄，只要專注在：編撰PPT、說明錄影、撰寫文稿的工作。現在，還要加上PO文、發布科普專欄的作業處理事務。儘管還不至於力不從心，仍不習慣於這種routine 雜事，最後一學期，需要自己來了。

(5)   如果，讀者有注意到，在Facebook臉書上的發布者，自第486篇起，已經是本人親自處理PO文、發布科普專欄的作業。

(6)   雖然，振動噪音科普專欄，還有很多主題可以著墨，不過即將退休，總會要有個Ending，就挑500，這個數字，給自己的自我期許。

 

因為，振動噪音科普專欄即將要Ending，如同初衷，旨在分享振動噪音相關的科普知識、ˋ技術與實務應用。最後的主題，將針對處理振動噪音議題的【心法】做闡述。事實上，已經著手進行中。

 

為什麼要談【心法】？有甚麼目的？會如何進行呢？這三個提問，其實就是【3W心法】：Why to do? What goals? How to do? 如果，再加上：What is?，就是【4W心法】！

 

1.      What is【心法】？之所以稱為【心法】，因為，是一種中心思想、思維，也可以稱之為【中心】。掌握了【心法】、【中心】，比較能夠掌握人事物的脈絡。所以，有發表處理振動噪音NVH問題的【心法】主題。敬請拭目以待與指教。

2.      Why to do【心法】？處理振動噪音NVH問題，需要的背景知識、技術能量，還蠻多面向，可以說是NVH的【基礎知識】(Fundamental Knowledge)。又每一部機器、一項產品、一個結構，若有振動噪音NVH問題，都是個獨立、專業的領域，姑且就稱【領域知識】(Domain Knowledge)。是可以應用【心法】活化整合【基礎知識】與【領域知識】於處理實務的工程問題。

3.      What goals to achieved for applying 【心法】？應用【心法】要達到甚麼目標呢？希望提供一套思考、思維邏輯，有助於解決實務的振動噪音NVH問題。

4.      How to do or use【心法】？如何使用、應用【心法】呢？套一句廣告詞：Just do it！就是去用【心法】吧！

 

【心法】有那些呢？列舉如下：3W/4W、3K=SCR、4 What、SPR=ISO=FGMBIR、MADI、FSMIVCI/FCAIVCI、MV-RP-DM、…等等。欲知分曉，敬請期待與指教。

 

最後，再次感謝所有讀者，對振動噪音科普專欄的支持。

 

王栢村教授

2026.08.17

 

振動噪音科普專欄【總表】：https://goo.gl/RXUxJA

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《振動噪音科普專欄》衝擊Shock和振動Vibration有甚麼不同嗎？

 

這個單元要來探討的主題是：衝擊(Shock)和振動(Vibration)有甚麼不同嗎？

 

在探討振動噪音議題，常常會提到Shock vs. Vibration，先前有兩個單元：

 

1.      #497，【甚麼是振動試驗機(Vibration Test Machine)？】 (https://ppt.cc/fyGvnx)。

2.      #499，【甚麼是衝擊試驗機(Shock Test Machine)？】 (https://ppt.cc/f0GD3x)。

 

這個單元，就分別從「衝擊試驗」(Shock Test)以及「振動試驗」(Vibration Test)的角度，來區別探討Shock vs. Vibration的差異。

 

首先，參閱圖片左側的「衝擊試驗」(Shock Test)。顯示了一部自由落下「衝擊試驗機」(free-fall shock test machine)，以及重要的組件，包括：待測物(device under test, DUT)、衝擊平台(shock table)、導軌(guide rods)、衝擊墊(programmer pad)等。

 

典型常見的三種「衝擊試驗」，可以使用相同的「衝擊試驗機」，主要的差別在選用衝擊墊(programmer pad)：

 

(1)       Half-Sine Wave 半正弦波「衝擊試驗」，通常採用橡膠材質、圓柱體的pad衝擊墊，可以重複使用。

(2)       Terminal Peak Sawtooth Wave 倒鋸齒波「衝擊試驗」，通常採用鉛材質、圓錐體的pad衝擊墊，一次性的使用，因為，圓錐體的鉛塊，撞擊後會產生永久變形、呈現扁平狀態。

(3)       Rectangle Wave 方波「衝擊試驗」，通常採用鉛材質、中空圓柱體的pad衝擊墊，一次性的使用，因為，中空圓柱體的鉛塊，撞擊後會產生永久變形、呈現扁平狀態。

 

參閱圖片右側，另一種振動環境(environmental vibration)試驗，就是「振動試驗」(Vibration Test)。圖片顯示一部「振動試驗機」(Vibration Test Machine)的實體架構：將待測物(device under test, DUT)鎖固在垂直式的振動平台(vibration table)上。振動平台下方的圓柱體結構，就是激振器(shaker)，產生振動、以激振振動平台(vibration table)。也可以將激振器旋轉90度，配合水平式的振動平台(vibration table)，進行DUT待測物的水平方向振動試驗。

 

典型常見的三種「振動試驗」：

 

(1)       Random vibration test 隨機振動試驗

(2)       Swept sine test 掃描正弦波試驗

(3)       Dwell sine test 固定正弦波試驗

 

接著，參閱圖片左下方的系列圖示，係考慮基座激振的單自由度系統(SDOF system with base excitation)，以ISO心法，說明此系統的特徵：

 

1.      輸入(Input)：基座激振(base excitation)施予三種不同的衝擊波(shock wave)。

2.      系統(System)：此自由度系統(SDOF system)，有一質塊(mass)和彈簧(spring)。彈簧(spring)連接了質塊(mass)和基座(base)，並假設具有黏滯阻尼(viscous damping)效應。

3.      輸出(Output)：當基座(base)，受到三種不同的衝擊波(shock wave)，會使得質塊(mass)產生振動響應。

 

針對此單自由度系統(SDOF system)，具有無阻尼自然頻率(undamped natural frequency)，假設為3 Hz。施予三種不同的衝擊波(shock wave)，設定相同的參數：(1) 峰值振幅(peak amplitude) = 1 G (一個單位)。(2) 衝擊時間(shock duration time) = 1 sec。此基座激振的單自由度系統的振動響應特徵，分別說明如下：

 

1.      Half-Sine Wave 半正弦波：質塊(mass)撞擊中，會有接近半正弦波的響應，但有些許的波動，最大振幅值約1.2 G。在基座(base)的半正弦波結束後，最大振幅值約0.2 G，質塊(mass)仍有持續的、衰減的振動響應。

2.      Terminal Peak Sawtooth Wave 倒鋸齒波：質塊(mass)撞擊中，會有接近倒鋸齒波的響應，但有些許的波動，最大振幅值約1.1 G。在基座(base)的倒鋸齒波結束後，最大振幅值約0.8 G，質塊(mass)仍有持續的、衰減的振動響應。

3.      Rectangle Wave 方波：質塊(mass)撞擊中，會有接近方波的響應，但有大的波動，最大振幅值約1.8 G。在基座(base)的方波結束後，最大振幅值約0.6 G，質塊(mass)仍有持續的、衰減的振動響應。

 

由以上三種不同的衝擊波(shock wave)，此單自由度系統(SDOF system)，質塊(mass)受撞擊後的響應特徵，比較說明如下：

 

1.      撞擊中，質塊(mass)的最大振幅值：方波約1.8 G  > 半正弦波約1.2 G > 倒鋸齒波約1.1 G。可知，在撞擊中，方波的測試條件，最嚴苛。

2.      在基座(base)的衝擊波結束後，質塊(mass)的最大振幅值：倒鋸齒波約0.8 G > 方波約0.6 G > 半正弦波 約0.2 G。可知，在撞擊之後，倒鋸齒波的測試條件，最嚴苛。

3.      綜合來說，大致上，不同衝擊波(shock wave)的「衝擊試驗」測試條件的嚴苛程度：方波 > 倒鋸齒波 > 半正弦波。

 

由三個模擬分析的圖示與動畫，可以知道系統受到的衝擊波(shock wave)，其特徵是短暫的時間、有高振幅的G值。這種衝擊波(shock wave)狀態，對應模擬的情境，猶如手握持著的手機，不小心掉落、手機撞擊到地面。

 

另一方面，在「振動試驗」(Vibration Test)，三種「振動試驗」的特徵，簡要說明如下：

 

(1)       Random vibration test 隨機振動試驗：參閱圖片右側中間圖示，顯示的是：JEDEC22-B103-B的振動試驗規範(vibration test specification)之E Level的加速度頻譜(acceleration spectrum)，是一種Random vibration test 隨機振動試驗，應用在有IC封裝的印刷電路板(printed circuit board, PCB)。時間域的時間波形(time waveform)會是隨機的(random)信號，不過，對應的振動頻譜會有如圖示的分布狀態。此振動頻譜，即是加速度的功率頻譜密度函數(power spectral density, PSD)，可簡稱PSD功率頻譜，其單位是：G^2/Hz。

(2)       Swept sine test 掃描正弦波試驗：參閱圖片右側下方圖示，顯示的是：一種Swept sine test 掃描正弦波試驗。水平軸為頻率(Hz)，從0.1 Hz到1000 Hz，不同頻率範圍、有不同的加速度量值。垂直軸為加速度頻譜的量值，物理量(physical quantity)是加速度(acceleration)，單位：G或g。1 g = 9.807 m/s^2。

(3)       Dwell sine test 固定正弦波試驗：顧名思義，就是單一正弦波(sine wave)的振動，在指定的單一正弦波(sine wave)的頻率(Hz)與振幅(amplitude)的加速度(acceleration) g值，對DUT待測物執行單一正弦波(sine wave)的、Dwell sine test 固定正弦波試驗。

 

觀察影片中，右側中間的動畫，或參閱圖片，可以觀察，基座(base)的輸入波，是一直存在的，如圖示為連續的、倒鋸齒波。同時，質塊(mass)也是持續的、一直在振動、波動。這就是振動(Vibration)的特徵，也是「振動試驗」(Vibration Test)的目的。

 

以Random vibration test 隨機振動試驗來說，就是施予依照試驗規範之加速度的PSD功率頻譜，所產生的隨機振動。模擬DUT待測物、即產品在運輸(transportation)與操作(operating)過程，所遭遇的振動環境(environmental vibration)。

 

以Swept sine test 掃描正弦波試驗來說，也可說是掃頻試驗，就是依照試驗規範的頻率範圍，施予掃描正弦波，激振DUT待測物、即產品。主要的目的，除了模擬產品的操作(operating)過程，所遭遇的振動環境(environmental vibration)外，也可藉以偵測、找到結構的自然頻率(natural frequency)，當掃描正弦波的頻率，通過結構的自然頻率，會造成共振(resonance)，對一般的產品而言，有共振(resonance)的現象，都需要排除、避免之。

 

以Dwell sine test 固定正弦波試驗來說，在指定的單一正弦波(sine wave)的頻率(Hz)與振幅(amplitude)的加速度(acceleration) g值，對DUT待測物執行單一正弦波(sine wave)的、Dwell sine test 固定正弦波試驗。在此模擬的情境，例如：汽機車在怠速狀態，會是常有、穩定的、固定的運轉頻率狀態，所以，汽機車的零組件，常會進行指定的Dwell sine test 固定正弦波試驗。

 

由以上「衝擊試驗」(Shock Test)以及「振動試驗」(Vibration Test)的討論，可知：

 

1.      衝擊(Shock)：是短時間、高G值的衝擊波(shock wave)。例如：半正弦波、倒鋸齒波、方波。

2.      振動(Vibration)：是持續性的、一直存在的振動、波動。例如：隨機振動、掃描正弦波、固定正弦波。

 

綜合這個單元的討論：衝擊(Shock)和振動(Vibration)有甚麼不同嗎？分別從「衝擊試驗」(Shock Test)以及「振動試驗」(Vibration Test)的角度，來區別探討Shock vs. Vibration的差異。

 

以上個人看法，請多指教！

 

王栢村

2026.09.30

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