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振動噪音產學技術聯盟

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Brüel & Kjær高溫振動量測的最佳選擇

高溫量測 建議使用電荷型加速規
一般而言,為了量測方便與設置成本之考量,電壓 (IEPE電流驅動) 型加速規,往往成為振動量測的選擇。

但當測試物的溫度高達攝氏100度以上,使用這種內建電路的加速規,就有面對溫度過高,造成探頭損壞的疑慮。

這時候,電荷型加速規會是良好的選擇。

電荷型加速規 是加速規設計製造的原型,一方面能有最大的頻率範圍與動態範圍之輸出,同時提供最大可能的使用壽命與高溫度、高衝擊的耐受能力。

Brüel & Kjær 提供多樣應用之電荷加速規,單軸至三軸,從<1g的微型結構量測至大於150g的微振地板量測。


台灣思百吉股份有限公司
台北市民生東路三段128號13樓之1 Tel : (02)25462988 Fax: (02)25462989
高雄辦公室:高雄市文自路717號4樓 Tel : (07)3417970 Fax: (07)3417972
網址 www.bksv.com  儀器銷售部 分機212張世洋, 分機168徐森煌 : 維修部 分機260王韋凱
環境管理專案部 分機312沈道剛, 分機311吳立偉, 分機166陳又生 : 噪音振動檢驗室 分機315蔡秀玲

基太克電子報【2016航太工業暨AIM工業4.0產業技術媒合展-6/16~20】


2016航太工業暨AIM工業4.0產業技術媒合展-6/16~20

本公司將於2016/6/16~20 在大台中國際會展中心(地 址:台中市烏日區高鐵五路161號)參加2016航太工業暨AIM生產力4.0產業技術媒合展。該展規劃A.I.M技術媒合主題館、航空器展示區、航太加工設備區、航太精密配組件區、產學合作區、M-team、A+航太工具機研發聯盟、及潭雅神工業廠商協等專區,結合上、中、下游及周邊產業,完整展現航太加工產業鏈,同時舉辦多場專業研討會及技術發表會。

WR加速規-防爆登錄合格

因應政府103年10月22日勞動部職授字第10302015221號令訂定發布 "機械設備器具安全資訊申報登錄辦法",全文25條,並自104年1月1日施行。
基太克公司所代理的Wilcoxon Research 產品系列符合
IECEx防爆規範的型號,已經在 "機械設備器具安全資訊網" 完成登錄為合格防爆產品。出貨時隨貨貼上編號:TD0501JW 合格安全標章貼紙,詳情請洽基太克公司。

Endevco 汽車碰撞用加速規-7264H

美國Endevco公司所發表最新的汽車碰撞用加速規7264H,重量只有1.4克,非常適合用於需要安裝微小重量的測試位置。提供非常寬及平坦的頻率響應,該加速規使用非常獨特及先進微小壓阻式機構,也包含了最先進的MEMS技術在裡面。7264H可量測1000g的撞擊值,同時也提供小於1%的橫向靈敏度,此型加速規為壓阻式加速規,搭配ENDEVCO 136訊號處理器可將訊號輸出為電壓訊號。

轉軸扭轉自然頻率量測技術

因應大型發電機轉軸及船舶轉軸在運轉前須確認其扭轉方向的自然頻率是否部會和轉軸轉速頻率太接近,造成共振現象造成轉軸振動太大進而危害整個機組,本公司使用WDC無線發報扭轉振動量測系統幫助國內廠家安裝及測試轉軸扭轉方向的自然頻率,數據提供廠商在啟動機組時的重要參考。
現場安裝實際照片:


轉軸扭轉振動之訊號顯示在頻譜圖上,以查核其扭轉自然頻率(註:本圖為模擬訊號產生之示意圖)



應用MATLAB於刀具頻率響應函數之雙頻道頻譜量測模組開發與驗證

    一般來說欲獲得刀具顫振穩定圖(Stability Lobe Diagram, SLD)需要透過刀具頻率響應函數(Frequency Response Function, FRF)才能計算分析得之,因此期望能以低成本、以目標為導向且容易操作之雙頻道量測系統需求。本文目的旨在開發一套訊號擷取之量測模組,透過MATLAB軟體為平台建立人性化介面,配合訊號擷取卡(USB-9234)進行訊號的擷取。未來此量測系統可方便將刀具顫振評估實際量測監測之功能整合。

屏東科技大學機械工程系所  振動噪音實驗室
實驗室主持人:王栢村教授
聯絡信箱:wangbt@mail.npust.edu.tw
聯絡電話:08-7703202 #7017 / 7036
實驗室網站:http://140.127.6.133/lab/

風扇聲音品質指標檢驗規範建立之自動化模組開發

        風扇噪音量測也成為品質驗證的重要指標之ㄧ,然而微小型風扇之噪音品質檢驗,目前多以人工方式,由手感或聽聲音來判斷其噪音量,難免有失客觀,有鑑於此建立一套可量化之量測方法與設備,以檢測風扇之噪音量有其必要性以及實用上之需求。

        利用已開發完成之聲音量測模組,對不同形式風扇 進行聲音特性之評估,以建立適合之聲音品質指標,由控制組風扇之聲音頻譜,訂定聲音品質指標,並自動建立檢驗標準,再以對照組風扇,進行噪音量測與驗證,經反覆驗證,可訂定各風扇之檢驗指標與其檢驗標準,達到生產上之自動化檢測,提升風扇噪音品質

屏東科技大學機械工程系所  振動噪音實驗室
實驗室主持人:王栢村教授
聯絡信箱:wangbt@mail.npust.edu.tw
聯絡電話:08-7703202 #7017 / 7036
實驗室網站:http://140.127.6.133/lab/

【山衛科技】LMS SCADAS XS—— 真正的可擕式數採系統

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/472-news-tech-news-tw-2015-01-01-lms-scadas-xs

為您量身定制

實現信號記錄、監控及驗證功能
LMS SCADAS XS
LMS SCADAS XS作為西門子PLM軟體公司推出的產品,是一個功能強大且輕巧便攜的振動雜訊測試系統。該系統不但結合了LMS SCADAS系統自主、自由的特性,而且具備了袖珍、便攜的特點。

同時適用於試驗室及現場測試

如今LMS SCADAS系列產品已在汽車運輸、航空航太以及國防領域得到廣泛應用,為該領域機械行業測試工程師提供了他們所需要的先進振動、雜訊試驗測試解決方案。
從專門為實驗室測試所開發的Lab測試前端,到專門為現場移動測試所開發的Mobile測試前端,LMS SCADAS測試系統已經涵蓋了廣泛的測試需求。現在,我們所推出的LMS SCADAS XS測試系統進一步擴展了LMS SCADAS這一成功產品的功能,成為了一個真正的可擕式試驗測試解決方案。

靈活便攜

在現階段,試驗測試系統正面臨著來自諸多方面的挑戰,比如越來越複雜的試驗工況以及越來越嚴格的試驗時間節點等。應對於這些挑戰,LMS SCADAS XS可以説明使用者進行快速的故障診斷和故障排除,甚至協助非專業用戶快速、可靠的完成試驗工作。
由於精巧、緊湊的結構設計,LMS SCADAS XS更適合用戶直接手持操作。結合可靠的機載資料存放裝置和可靠的電池續航能力,LMS SCADAS XS可以將測試工程師的測試效率提高到一個新的水準。

多種工作模式

獨一無二的硬體設定及多功能性使得LMS SCADAS XS可用於各種試驗環境,無論是遠端控制、實驗室測試或是內場測試:
  1. LMS SCADAS XS配備了7寸平板電腦,安裝了量身定制的Android應用程式,使用者可通過遠端操控進行試驗設置、資料獲取、線上資料驗證,試驗過程中所採集到的資料會同步記錄在LMS SCADAS XS內置的SD資料卡中。
  2. 在實驗室測試時,LMS SCADAS XS可以作為一個獨立的數采前端,其面板上佈置有非常直觀的啟動、停止按鈕,即使是非專業使用者也可以輕鬆的進行測試工作。
  3. LMS SCADAS XS與LMS Test.Lab軟體完全相容,該設備可以作為一個傳統的前端使用。試驗資料可以通過標準的USB介面存儲在PC上。

12+通道測試系統

LMS SCADAS XS向使用者提供高密度通道採集和集成信號調理功能,並提供兩種硬體版本可供選擇:6通道模擬輸入的入門級版本、12通道模擬輸入的高級版本。
除了這些類比輸入通道(可用於電壓、ICP和TEDS感測器),LMS SCADAS XS同時還支持3D雙耳耳機麥克風採集及身歷聲重播、3D數位人工頭採集及重播、雙通道類比轉速採集、數位CAN信號採集以及GPS信號採集。上述這些額外的輸入通道並不佔用面板上的6或12模擬輸入通道,因此LMS SCADAS XS成為了真正的12+通道測試系統。

主要優點:

    • 緊湊,便攜的試驗解決方案
    • 6小時以上的電池使用時間
    • 通道設置、監控和資料驗證均可線上實現
    • 可在完全獨立的模式下實現資料重播
    • 可在獨立模式下使用,也可與平板電腦或PC連接使用
    • 擁有12+測試通道

 

主要應用:

    • 典型的雜訊和振動測試系統
    • 現場故障診斷、移動中測試以及實驗室測試
    • 同時適用於專業用戶及非專業用戶

 

12通道系統

硬體關鍵性能指標

堅固便攜

    • 長度:175mm,寬度:114mm,厚度:23mm
    • 內置電池:使用時間超過6小時
    • 資料存儲容量:micro SD卡(32G)
    • 抗振抗衝擊經過美軍標MIL-STD-810測試(隨機振動:有效值14g,1.5m跌落試驗抗衝擊50g)
    • 超輕設計:只有0.5公斤

緊湊的通道

    • 6通道或者12通道 電壓/ICP,每通道支援TEDS感測器
    • 專業的輸入/輸出通道實現雙耳記錄和身歷聲重播,可選配LMS專業的3D頭戴式雙耳麥克風
    • 專業的數位音訊SPDIF,支援HMS數位人工頭
    • 2個轉速信號通道,可支援高達20KHz的脈衝頻率
    • 支援GPS天線輸入
    • 支援CAN信號輸入
LMS 3D頭戴式雙耳麥克風

產品標配清單:

    • LMS SCADAS XS
    • 充電線纜和USB線纜
    • Micro SD卡和讀卡器
    • CAN匯流排、GPS、SPDIF數位音訊、轉速通道的轉接線纜
    • 7英寸的平板電腦(包含LMS Smart Scope應用軟體和USB充電器)
    • 軟硬雙層設計的儀器便攜包,安全保護LMS SCADAS XS和平板電腦

 

設置,監測,現場結果驗證

如果測試工程師能夠不依賴於電腦或工作站而獨立工作,那就能夠最大程度的保證測試的靈活性。為了滿足這種靈活性需求,西門子專門開發了LMS Smart Scope應用。該應用運行于安卓7’’平板電腦上,包含於LMS SCADAS XS系統中。

 

潮流設計

通過與LMS SCADAS XS間的無線通訊,LMS Smart Scope可以監控所有測試設置和測試過程,對之前的測試設置和資料進行流覽,或者重新創建一個新的測試設置。LMS Smart Scope提供了多種圖形顯示類型和範本,便於進行資料的線上監測、測試結果的驗證,以及一鍵進行信號的錄音重播。

 

輕鬆自由

平板電腦的使用可以使測試工程師更為自由,比如說,可以將LMS SCADAS XS放在測試物件附近,通過平板電腦進行測試、標定及信號監測的過程中,工程師可以在周邊隨意的走動。

 

軟體應用介面一覽

    • 通道及測試設置
    • 通道配置及標定
    • 測試設置及控制
    • 即時監測
    • 快速驗證及錄音重播

 

多樣的採集顯示介面

    • 基本介面:測試控制及相關參數回饋
    • 所有通道原始信號帶狀圖預覽介面
    • 量級柱狀圖及數值顯示介面
    • 自訂顯示介面,原始信號快速驗證,頻譜/倍頻程/階次,等等…

勝任各種測試應用

LMS SCADAS XS的便攜性和易用性可以最大程度上提高試驗效率,可以滿足雜訊振動測試部門各種各樣的應用需求。

應用實例:汽車工業領域

    • 汽車性能研發
LMS SCADAS XS可以作為一個標準的車載資料獲取系統。工程師可以用平板電腦控制其完成資料的獨立採集,也可以將其連接到電腦上作為數采前端由LMS Test.Lab控制。測試完成後,可以在現場進行錄音重播、以及在頻域或階次域進行資料的快速驗證、或者進行相關心理聲學指標評價。
像所有LMS SCADAS測試系統一樣,LMS SCADAS XS可以當作一個常規數采前端使用,通過LMS Test.Lab進行即時、線上分析。
    • 現場目標設定和指標驗證
重複性試驗需要穩定可靠的完成資料的採集,因此如何能夠輕鬆的保證測試參數的標準一致性非常重要。LMS SCADAS XS支援根據所用感測器進行試驗設置的預先設定,從而使得資料的獲取及不同車輛之間的資料對比輕鬆異常。
    • 現場故障診斷
當面對客戶所反映的特定問題時,工程師可以隨時攜帶著LMS SCADAS XS前往現場。甚至可以直接將預先設定好試驗設置的LMS SCADAS XS直接發往客戶現場,任何非專業的使用者都可以輕鬆完成試驗。工程師拿到測試資料後,就可以進行深入細緻的後處理分析了。
    • 其他汽車行業應用:
      • 底盤及驅動系試驗
      • 現場對標試驗
      • 在試驗室內進行部件試驗
      • 動力總成試驗
      • 客戶現場品質驗證試驗
      • 生產線上的品質驗證
      • 結構振動及聲學試驗
      • 聲品質試驗

應用實例:航空航太和國防領域

    • 飛行測試,遠程現場測試
LMS SCADAS XS使振動雜訊診斷更方便更經濟,即使進行遠端測試。使用獨立工作的LMS SCADAS XS和LMS 3D雙耳麥克風,工程師和技師可以很方便地在測試飛機甚至是商用飛機上記錄雜訊或振動資料。結束後測試資料可以帶回家裡或者試驗室進行詳細分析。
    • 使用LMS SCADAS XS採集工況資料
LMS SCADAS XS支援多達12個模擬量通道,可以同時測試電壓,加速度和聲學信號。所以LMS SCADAS XS是一個非常出色的工具,用於記錄工況資料,指導進一步的試驗工作。
    • 其他航空航太和國防領域應用:
      • 聲學舒適性
      • 駕駛艙雜訊測試
      • 國防試驗場測試
      • 現場診斷
      • 戰鬥機測試
      • 起落架測試
      • 客機測試
      • 聲音診斷

應用實例:機床和其他機械領域

    • 售後服務
為了減少設備停工期,在機床正常使用期間,需要進行定期振動量級檢查。LMS SCADAS XS便攜多用,是一個非常理想的工具。不需要複雜的設置,甚至不需要現場專家,就可以判斷振動量級是否超標。
    • 現場故障診斷
機械設備很多情況下需要分佈安裝,有些甚至在偏遠的地方。現場故障診斷將會是非常大的支出。需要專家和設備到現場,還要考慮差旅和運輸時間,對預算造成很大壓力。現在,工程師可以在不同地點分享一套或者多套LMS SCADAS XS設備。借助預先配置功能,工程師甚至不用親自到現場去。
    • 現場資料獲取
如果機械設備的供應商收到現場使用方的抱怨,可以預先配置好LMS SCADAS XS系統。然後把獨立的測試設備,合適的感測器連同詳細的操作指南快遞到使用者手中,進行現場資料獲取。然後使用者把設備發回給供應商,進行詳細的資料分析。
    • 其他機械領域應用:
  • 聲學產品測試
  • 產品線測試
  • 遠程測試
  • 聲音診斷
  • 振動雜訊測試

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/472-news-tech-news-tw-2015-01-01-lms-scadas-xs

【山衛科技】利用POLYTEC 3D掃描模態結果驗證與修正CAE模型

感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/480-news-tech-news-tw-2015-01-01-validation-of-fe-models-with-the-3d-ccanning-vibrometer


Optimization of Sound Emission Properties Validation of FE Models with the 3-D Scanning Vibrometer
    隨著時代的進步與市場的要求,產品的開發週期與上市時間越來越短暫,如何在最短的時間完成產品的設計與開發,成為了所有研發者面臨最大的挑戰。電腦輔助工程分析(CAE)正好可以符合這樣的需求,但CAE分析常因邊界條件或是參數設定誤差,造成分析果與實際狀況往往有著一定程度的落差。Model validation正是為了使分析模型與實際狀況一致所發展的技術,所謂的Model validation就是利用實驗量測結果FRF去計算MAC矩陣去驗證與修正CAE模型的正確性。
    本文主要與大家分享利用3D掃描式雷射都普勒干涉儀進行全場的振動量測,利用此系統的好處在於快速且準確度高,不用擔心因為加速規黏貼的方向有偏移而產生誤差。完成量測後再將各點測得之FRF帶入LMS Test.Lab進行模態分析與利用Matlab進行MAC計算,以了解CAE模型與實際狀況的差異進而進行模型修改。下期文章將進一步與大家分享如何無縫一次性的在LMS. Test.Lab平台上快速的完成模態測試、相關性分析與模型更新的流程,讓您快速的建立最正確的CAE模型。
    

Introduction

    Complex FE modeling over wide frequency ranges is used to determine the eigenfrequencies and eigenvectors during model validation. Such models are an important means of realistically mapping the effect of design changes onto the final product.
    In the traditional experimentation setup, acceleration sensors are used for vibration measurement and modal hammers or shakers are used to provide excitation. For complex structures, such a setup is complex, costly and susceptible to error. Measurement and excitation points must be defined with care, to ensure that all eigenfrequencies are excited and to produce adequate resolution of the corresponding eigenvectors. 3-D laser vibrometry is an interesting alternative, enabling a much larger number of measuring points to be attained with less effort and expense and without introducing additional mass influences into the system.

Mounting and Sample Excitation

    Integral measurements with a laser vibrometer require that all measuring points are optically accessible. The most convenient solution would be a 3-D laser vibrometer mounted on a robot. Additionally, mirrors can be used to divert the laser beam, or the vibrometer or measurement object can be repositioned to measure otherwise hidden points. Preprogramming a robot to move the laser measuring heads around the measurement object enables complex structures to be measured. Optionally, the measurement object – including the excitation source used – can be pivot-mounted, though it is important then to ensure adequate stability of the arrangement. The resultant data sets are then combined with the Stitching feature of the scanning vibrometer software to reproduce a full body vibration map.

Suspended mounting Upright mounting.
    A measurement object, such as the transmission casing in this example, can be suspended from straps (Fig. 1) or in an upright mounting arrangement (Fig. 2), with the shaker and the structure isolated from the environment by rubber feet. The quality of the mounting variants can be assessed by comparing the so-called Driving Point Function (DPF), the quotient of the spectrum of the system response at the point of excitation and that of the introduced force. Here a clearly defined sequence of resonances and antiresonances, a falling or rising trend and an adequately large gap between the rigid body and structure modes should be identifiable (Fig. 3). DPF (Driving Point Function) of alternative mounting variants.These criteria are met for both mounting variants. The rigid body modes occur in both variants at around 30 Hz, but in the upright mounting variant, some resonances are less distinct and between 600 Hz and 1000 Hz additional peaks are present. The upright mounting method’s advantage of a quicker setup is offset by the disadvantage of overestimating the modal damping values and additional resonances. As well as the mounting method, the stinger used to join the structure and shaker also has a major influence on the experiment result (Fig. 4). The blue curve relates to a stinger variant with two clamp sets and the green curve relates to a variant with a simple stud screw clamp fixture. The results are similar in principle, though the simpler variants exhibit additional resonances in the low frequency range and much less distinct resonances in the high frequency range. Consequently, the short, thin, rigid-fixed stinger is better suited to the structure under investigation and to measurements in the frequency range above 1200 Hz.

Vibration Measurement and Evaluation

    After specifying the experiment setup, the PSV-400-3D Scanning Vibrometer is applied to the transmission casing to determine the system responses at 600 measuring points and frequencies up to 4000 Hz. The associated transfer functions can be imported into LMS Test.LAB using the UFF format and evaluated there. In the evaluated range up to 3500 Hz, 16 eigenfrequencies were identified which can be classified as reliable, based on Auto-MAC and modal synthesis. The additional peaks in the upright mounting variant can be identified as non-structure modes by Auto-MAC analysis.
 Eigenmode at 2800 Hz (left: measured; right: modelled).

Correlation with the FE Model

MAC analysis of the investigated modes    Modal analysis is conducted by the Block-Lanczos method available in MD Nastran. To correlate the two models (Fig. 5), the experimental data is imported into MATLAB using the UFF format while the numerical data is imported by use of the MATLAB/Nastran interface IMAT FEA. The two datasets are then automatically positioned and correlated. For the first 16 eigenfrequencies, this results in a mean MAC correlation (Fig. 6) of 91% and a mean frequency variation of 1.28%. The MAC correlation is better in the low modes, while the frequency correlation is better in the higher modes.


Summary

    The example shows that 3-D laser vibrometry can efficiently determine the modal parameters of a complex structure within a short space of time, particularly when the measurement object – including the excitation source – is rotated for measurements from different directions. By selecting suitable stingers, the vibration excitation can be reliably applied even in high frequency ranges. It is possible to validate the FE model with the setup described here all across the evaluation range. The variations are within the limit values which can be attained with CAD data-based FE models.


感謝山衛科技同意轉載「山衛科技電子報」系列專題文章,本篇文章原始連結為http://www.samwells.com/bc/news-tw/news-tech-news-tw/480-news-tech-news-tw-2015-01-01-validation-of-fe-models-with-the-3d-ccanning-vibrometer


風扇噪音量測模組之開發與驗證評估

目前電子產品散熱效能需求增大導致散熱風扇多朝向高轉速設計,而風扇在運轉時會因為葉片的旋轉推動空氣產生風的流動,風在流動時與風扇葉片產生摩擦的聲音稱為風切聲,風扇運轉時轉速的高低會造成風切聲音量的大小變化,因此使用較高轉速的風扇時便會聽到較大噪音,而目前風扇噪音之生產線上檢測多以人工方式進行,難免有失客觀,故本文主要對散熱風扇建立一套線上噪音量測系統


應用壓電薄膜感測器於未知外力之預測

       本文主要發展一外力預測模式求取未知簡諧外力作用於樑結構之大小及作用位置,其簡諧外力假設為點力的形式。首先由理論分析及實驗模態分析得到樑結構之模態參數,當樑結構受到簡諧外力激振時,量取響應並定義預測響應及量測響應之最小誤差平方和為目標函數,進而架構最佳化問題,以求得未知簡諧外力之大小及作用位置。

應用智慧型材料結構系統於結構缺陷預測

       本文嘗試以壓電轉換器取代傳統轉換器,即以壓電片取代衝擊鎚為驅動器,而以壓電薄膜取代加速度計為感測器,從事實驗模態分析,以得到頻率響應函數及結構模態參數,藉由自然頻率的變化及斜率振型差,找出懸臂樑結構缺陷的位置,最後由分析得到的結果,發展一套自動缺陷偵測的軟體,只需將所分析得到之模態參數值輸入即可偵測出缺陷的位置及大小。

智慧型材料結構系統應用於未知衝擊外力之預測

       先前學者所發展外力之預測大都在已知位置情況下,對外
力大小之預測,不然就是已知外力作用形式,對時間歷程或位
置做預測,鮮少有對作用力位置、時間歷程與外力大小做預測
之模式。本文主要在發展一外力預測模式,以簡支樑結構物為
例以壓電薄膜為感測器,當外力作用為三角波衝擊形式時,透
過本預測模式對外力大小、作用時間歷程與外力作用位置都能
準確的預測出。

由壓電材料樑操作變形振型之模態振型預測

       利用在操作狀態下之結構系統受到簡諧外力激振,使結構受到簡諧輸入,亦有簡諧響應輸出之特性得到壓電樑結構之單純量測輸出之響應,亦即操作變形振型進行模態振型預測,透過單純量測輸出之響應分析,突破以往傳統實驗模態分析之限制,因此,透過此方式量測結果即為操作變形振型,不但可以反應實際壓電樑結構之特性,亦可成為破壞檢測、外力預測及其他結構等分析之依據。

應用壓電薄膜感應器於結構之實驗模態分析

       由於目前一般所使用之感應器有價格昂貴、體積大及質量重可能會對結構造成質量效應等缺點。因此本文嘗試用壓電薄膜取代加速度計做為感測器從事實驗模態分析,主要是壓電材料具有體積小、質量輕及擁有良好壓電特性,即壓電材料受高壓極化後,施加電場於材料,會使材料產生應變;相反的,當材料產生變形時,會使材料產生電壓差等特性,所以壓電薄膜非常適合做感應器。
       主要以壓電薄膜取代傳統之加速度計作為感測器,並以實驗與理論分析驗證其可行性。根據本文驗證之結果顯示,實驗分析驗證與理論分析之結果相吻合,因此本文證明用壓電薄膜感應器結合衝擊鎚從事實驗模態分析之可行性,並且可以應用在其他結構,將來亦可結合智慧型材料結構系統之觀念,做結構診斷及結合控制器做結構噪音與振動控制。

壓電驅動模式於樑變形與應力分析之評估

      當壓電材料的兩端加入一電壓時會使得材料產生變形,而此一變形與壓電材料的特性以及外加的電壓大小有關,因此其壓電效應所產生之變形量隨外加電壓而改變的現象為壓電驅動器之基本工作原理。
       為使用有限元素分析之熱膨脹分析來模擬樑受壓電材料作用下之變形及應力分析,各別考慮了不同邊界及不同壓電材料位置的情形,探討理論分析之合理性。


壓電薄膜感應器於懸臂樑實驗模態分析之有限元素模型驗證

       主要以有限元素分析方法對懸臂樑結構搭配壓電薄膜感應器做理論模型分析,並以實驗分析之結果驗證其正確性,根據比較結果顯示,有限元素分析與實驗模態分析之自然頻率、振型與頻率響應函數結果相吻合。因此本文證明利用有限元素分析模擬壓電薄膜感應器之可行性,並且以可以應用在其他複雜結構,將可從事壓電材料之振動模擬分析。

客制化振動噪音量測系統(SVM)

        特別針對實驗模態分析(Experimental Modal Analysis, EMA)之需求;設計雙視窗的資料顯示,應用同時查看不同函數比較。對於量測資料處理,開發附屬應用工具將多筆量測資料快速整合成(ASC II Spreadsheet)格式,匯入ME’SCOPE或其他曲線嵌合軟體,進行模態參數之擷取。