自行車運動與休閒的差異

在還沒有接觸自行車運動前，
總覺得騎腳踏車就是兩腳去踩，有什麼了不起的?!

年輕剛上大學時，因為想去看海，
常常下課後一個人騎著一台二手的前二後七14段變速公路車，
從台南火車站後站學校宿舍出發，
經過台南市區、台南運河旁到秋茂園(漁光島)，

Cycle Route 4455073 - via Bikemap.net

加上看一眼海邊，來回大概兩個多小時，
去程是緩下坡，常常還可以超車老先生 、老太太騎機車，
那時覺得自己的速度很快，很厲害了。

離開學校以後，幾乎20年沒騎過腳踏車，
直到兒子小五升小六教騎車，
突然間想騎車的小宇宙開始大爆發。

剛好2008年有自行車環島的熱潮，
加上網路找資料方便，看資料的過程中才發現原來自行車運動跟休閒騎完全是不同的層次；
以距離來說，

休閒騎河濱來回20公里就算多了；
運動騎？！
20公里只算剛開始，隨便都是60k到100k以上。

競賽級選手訓練更誇張，聽說每天2、300k。

休閒騎行時速均速約12~15km/hr上下，加上休息均速大概8~10km/hr。

運動騎行時均速隨便都超過25km/hr，
若是專業車隊大概會到30~32km/hr，
競賽級更誇張，會到40km/hr以上，
休息？偶而停一下喝水、 等人、等紅燈，不然都是直接殺到目的地。

所以從騎行的距離 、速度來看，完全是不同的等級!!!

曾經有個年輕同事平常帶老婆 、親友騎河濱嚇嚇叫，
跟我們騎一次板橋到鶯歌 、大溪，
這一趟路上我們已經特別放慢速度跟增加休息次數，

同事還是被速度跟連續騎乘的時間嚇到，後來約都不敢跟；
但是是跟競賽組比，我們只有一半不到的水準，
跟車隊比大概也只有2/3左右的水準，
可見騎自行車運動的強度等級跟時間長度真的是遠超過常人的想像。

舉個例子，陽明山3P挑戰賽全程76公里，爬坡高度2250公尺，
競賽級選手可以只用2個半小時騎完，
跟一般人騎機車走同樣路線花的時間可能差不多。

從休閒騎要跨入初階運動等級(差不多我目前的程度)其實並不難，
但是需要一段時間的練習與調整，
調整基本上可以分成幾個部份。

長時間與較高強度的騎乘姿勢調整：
一般休閒騎的姿勢座墊高度會比較低一點，
方便人坐在座墊上時腳還可以平踩或略微墊腳尖踩到地上，

圖片來源：電動自行車達人網站

但是這種座墊高度在施力上，會以大腿前段上方的肌肉出力為主，
在長時間騎乘時，該部位的肌肉會很容易疲勞 、痠痛而無法持久。

所以座墊的高度要調高！
調整到以腳跟平踩踏板時，腳會接近打直的狀態，
但是因為騎乘時會以大拇指的第二指節關節對準踏板軸心左右的位置在踩踏出力，
實際上踩到最低點時，小腿跟大腿還是會有10～15度左右的角度，

圖片來源：電動自行車達人網站

這個位置在騎乘過程中可以比較有效的運用到身體整個下半身的力量，
使長途騎乘的出力由整個下半身一起進行，比較不會那麼快就疲倦。
也有車友會喜歡再拉高一點，
但是會造成拉伸過度，會造成膝蓋後方的筋拉傷，

這個有效率的姿勢所用到的肌肉群跟平常走路 、休閒騎高度用到的肌肉群不同，
所以需要一段時間的練習來強化一些平常比較少用到的肌肉。

另外還有上半身的姿勢也會改變，所以上半身的肌肉同時也需要訓練；
其他還有座墊的角度(儘量水平)、前後，
把手跟座墊的距離、高度，
煞車、變速控制器的位置與角度等等，
這些都需要微調，而且隨著肌肉力量的強化再微調，
這些微調的動作可能需要3個月到一年的時間，
甚至會因此換一台車…

圖片來源：www.bikefitting.com

在逐漸熟悉騎乘姿勢改變與訓練肌肉的同時，
另外一個要訓練的是心肺功能。

一般除非有進行長途跑步或者是游泳的習慣，
否則一般人的心跳會在72~90之間，
偶而高強度會到150甚至更高，但是都不會太久，幾十秒可能就很多。

像我在騎長途均速約25巡航時，心跳大概會落在125到130之間，
如果拉到30~32的均速，心跳會到140~150，大概稱40分鐘就是極限了，
然後，後面會累得像狗一樣，要好幾個小時才能恢復。

所以心跳數雖然不會拉很高，但是可能要持續1個小時，
休息個幾分鐘後再來1個小時(或剩50分鐘的持續能力)。

這種情況可不是隨隨便便就可以讓身體習慣的，
所以這也需要一段時間的練習，讓心臟跟呼吸的能力可以應付比慢跑更長時間跟略高強度的狀況，
事實上這也是危險的地方，有些車友因為心肺功能問題在中長途騎乘時出事，
尤其是在高熱高濕的夏天，甚至一命嗚呼，要非常的小心，
在爬坡時心肺功能要求會更高，更要小心，
我曾經有一兩次逞強爬坡，停下來來休息的時後心臟相是要跳出來一樣，
接下來兩眼昏花、嘴唇發白，趕快扶著邊邊坐下來，休息了20、30分鐘才恢復，
那種感覺很恐怖，感覺像是快要死掉一樣，
後來騎車爬山就很小心注意休息跟補給，就比較沒出現過類似的狀況。

所以從休閒騎到運動騎練習的兩個重點 :
1. 騎乘姿勢的改變與出力量方式不同的調整，
2. 心肺功能的強化與改變；
如果還有其他就是要練鐵屁股等等。

機構設計網站推薦 - Misumi 設計案例

在台灣念機械的、作機構開發設計相關應該都知道 Misumi，三住；
也都有買過跟用過該公司的產品。

一直到現在，還很難找到有類似產品公司網站服務作得這麼好的，
聽說大陸有一個仿得很像；
而且繁體中文化作得很徹底：https://tw.misumi-ec.com。

如果是念機械相關的沒用過、沒看過的就趕快上去看看。

但是對一般的學生來說，這個網站上去也不知道要看(幹)甚麼？！

原因很簡單：沒有實務經驗！！！

很多人看到一堆自動化零件、工業材料素材的介紹跟選用，那又如何？

其實網站上除了產品以外還有一大塊的寶藏等待機構工程師去發掘當參考，
就是設計案例。

該網站上目前(2018/5)總共有579件使用Misumi的產品所進行的設計案例：

裡面的許多範本應該都是來自日本，
以日本人做事情的謹慎態度來看，這些範例應該還蠻值得參考的。

例如：

有3D 模型跟BOM可以下載。

圖面資訊

不論使用那一套3D設計軟體，
最終免不了需要產生工程圖面，
工程圖上的資料主要有以下幾項：

1. 基本的圖框，要配合圖紙大小跟提供“經緯度”記號跟標題欄框。
2. 標題欄框中的標準項目，包括公司名稱、視圖角法(台灣慣用第三角法、中國慣用第一角法)、使用單位(mm)、常用規定公差(稱未標註公差要求)、未標注表面粗糙度要求等標準資訊。
3. 圖紙空間中的模型幾何與註記，包括基準、精度、公差等標註。
4.該模型專屬的屬性資料：例如圖號、專案號、圖名、比例、材質、表面處理、熱處理等。
5. 其他註記。

其中需1、2是標準規定的部份，基本上是不能也不用去變動的；
需要設計師輸入的是上述的 3～5 項。

第3項就是置入基準視圖、投影視圖、剖面視圖、局部詳圖等等，然後再加上必要的尺寸標註、幾何公差、基準與精度要求、孔表格、材料表等等需要用來表示模型的資訊，基本上就是以前說的"製圖"。

至於第 4 項的屬性資料，
以前的時代經常是手動輸入，
好一點會寫程式列表進行選擇或是手動輸入；
進入Windows時代開始，可以擷取自檔案的屬性資料，
在Inventor中就是 iProperties 中的欄位，
模型檔或圖面檔的iProperties都可以，
這些資料通常會在規劃圖面標題欄框的同時將iProperties欄位的資料自動載入，
通常我會建議儘量利用“專案”頁籤的欄位置入必要的資訊，
範例如下圖示：

如果可以在一個頁籤(對話視窗)中輸入所有資料最為理想
如上圖的"專案"屬性對話視窗

因此只要使用者在建立模型時有填入或選取必要的資料，
在工程圖上就可以完成自動填入的作業。

有些公司需要置入其他必要資訊的話，
除了iProperties的"專案"頁籤欄位以外，
也可以使用"自訂"頁籤欄位輸入，如下圖所示：

或者是使用iLogic讀取檔案中的參數表多值清單，
或外部的Excel或文字檔進行選取輸入。

這些屬性資料可以透過預先規劃，
儘量減少設計師手動輸入文字的動作，
可以有效提高必要資料的確實輸入與正確性。

因此圖面資訊在Inventor中，
可以自動從屬性資料中取得並填入圖面上的指定欄位位置。

有關第 5 項的部份，留待草繪(圖)符號再作介紹。

金屬、陶瓷粉末熔射

有幸參觀了一家在桃園專門作陶瓷與金屬粉末熔噴射的廠商*7。

利用高溫火焰或高溫電漿將由噴嘴噴出的粉末熔化後附著於母材上，
母材可以是市面上一些常用的金屬材料，例如鋁合金、不銹鋼、軸承鋼、碳鋼等等，
噴覆材料可以是工程陶瓷粉末，例如Cr2O3、Al2O3等等，
或者是高硬度的金屬如鎢或合金等等。

這種技術目的是在一般較軟的金屬母材上噴焊陶瓷或高硬度合金粉末，
使金屬母材表面覆蓋上一層至少30~50條(0.3~0.5mm)的陶瓷或高硬度合金，
甚至有廠商表示可達5mm厚度！！！
在噴塗後再使用像鑽石膏一類更硬的研磨劑將其研磨、拋光，
除去鬆散堆疊的部份，
最後可以獲得高硬度表面，
讓結構可以抵抗磨損、腐蝕等等，
又保持內部金屬材料的柔韌特性。

不過對機械設備上的元件來說，
用久了以後這些高硬度表面還是會有些許的磨損，
必須定期進行重新噴焊與研磨作業，
因此廠商除了賺初次加工費用以外，
還有機會可以賺後續的維修費用，
如果有顧好一些客戶，持續性的收入就可以作為維持公司基本運作所需的資金來源。

所以噴焊後加研磨就成為幾個加工廠商聯合賺錢的模式。

這個廠商對來參觀的客戶廠商其實還滿友善的，
可以參觀噴焊作業，
會議室還很大方的貼出使用的熔噴系統元件廠商的產品海報型錄FST。

高硬度材料熔噴加工市場算是有點獨特的加工市場，
但是要跳進來作不見得划算，
既有的幾家廠商設備費用早就攤完，
粉末採購也有一定時間經驗跟累積的數量，
拼成本新進廠商其實很吃虧，
除非已經有掌握到大客戶會下固定量的單，
否則就必須能作出特殊技術區別出來才有機會搶市場。

根據加熱與噴射輸送的方式，可以分為好幾種技術：HVOF、Plasma Spray、Cold Gas Spray、Laser Clading Spray、Arc Spray、Flame Powder Spray、Flame Wire Spray等；
詳情可以參閱 FST 的網頁，分類的很清楚。


參考資料：
1. FST (Flame Spray Technologies)：
提供高溫噴塗系統與相關材料，特別的是有針對各產業的經驗。
2. 熱熔射技術應用與市場發展，2008，材料世界。
3. 漢泰科技
4. 榮眾科技
5. 宏進金屬
6. 海德特科技
7. 承億旺實業

Fatigue (疲勞壽命) 模擬

機械上許多的破壞來源都是因為疲勞，
據說比例超過90%以上。

疲勞破壞的現象是來自於結構承受往復作用力，
類似我們想要折斷鋁條等結構時會往復去折鋁條，就是利用疲勞破壞的特性。

圖片來源：practicalmaintenance.net

旋轉軸轉動造成的疲勞破壞
難得剛好手邊發生的案例

疲勞破壞的相關研究與理論跟航空業的快速發展有很大的關係，
在飛機設計上希望機體重量越低越好，
所以在設計上飛機的結構會採取輕量化的設計，
但是強度要求又必須能夠滿足需求，
因此有關強度的計算與模擬就很重要，
若僅計算一般的靜態負載加安全係數，
對於飛機這種會承受往復負載的機械結構來說是不太夠的，
歷史上也確實因此發生過多起空難可以咎責於機體結構發生疲勞破壞。

飛機機體結構發生疲勞破壞主要可以從以下兩種情況說明：降落跟機翼振動。

飛機的降落對飛機來說是受力最大的情況，
設計上會有一定的速度衝擊極限，
讓起落架跟機體結構可以承受瞬間的衝擊而不會損壞，
但是，如次數多就有可能會造成疲勞破壞，如下影片07:00開始的一段。

另外一種情況是機翼受氣流影響的振動(上下擺動)，
對機翼根部也會形成往復作用力，如下圖示：

圖片來源：Razvan Apetrei

以上這兩種情況都會造成結構承受反覆作用力，
也就是像前述用手去折鋁條使其斷裂破壞的作用。

所以疲勞相關的研究可以說是從航空業開始發光發熱，
因為只要一出事，人命跟財產損失就很驚人。

台灣因為航空業集中在中科院跟漢翔，
一般的產業接觸疲勞相對比較少，
加上其材料壽命曲線的相關實驗耗時耗工，願意投入作的也少，
材料疲勞測試可參考如下影片所示：

聽說早期作疲勞研究加上溫、濕度等因素時，碩班兩年根本作不完實驗，
因為每次實驗都很耗時耗力，不同負載反覆施加到斷裂為止，
大負載很快，接近疲勞極限的負載次數可是要作到上百萬次，
而且同一個負載的樣品要作好幾個，想像一下作10個負載，每個負載作至少3個樣品，
想到作實驗的過程就像是人生跑馬燈，
難怪學界其實也不喜歡作這種題目。

因此相對的疲勞議題在台灣的機械業界是相對比較陌生的領域，
我還碰過同事、客戶把疲勞、潛變、衝擊破壞搞混的，
可見學校教育在這一塊還有加強的空間。


這幾年CAE軟體應用越來越多，
在基礎的靜態結構模擬被廣為熟悉與了解應用後，
動態與疲勞就成為下一個CAE技術上的重點。

CAE上要作疲勞，相對靜態會比較複雜，原因在於所引用的理論(實驗)依據會針對各種情況而有所不同，
所以每一家CAE軟體在疲勞模擬這一段作法上經常會有點不同，
不過最基本的概念還是蠻接近的。

其中基本上會分為低應力高週期次數的應力壽命法跟高應力低週期次數的應變壽命法兩大類，
中間再加入要不要考慮平均壽命、表面狀況、應力集中等等狀況。

我比較熟悉的Autodesk Simulation Mechanical：

跟Nastran In CAD：

基本上的程序都是必須先完成一個應力模擬，
這一個部分很基本，幾乎只要有接觸過CAE的都會作。

比較麻煩的是要取得材料的疲勞壽命曲線，

Nastran In CAD 的 SN Curve 輸入資料

Autodesk Simulation MEchanical Fatigue Wizard 輸入資料後產生的SN curve

再來是要輸入負載變動曲線資料，
目的是要給出應力變動的狀況，
接下來就是根據取得的模擬應力分佈結果與材料的疲勞壽命曲線作壽命次數計算。

實際上材料的壽命曲線其實是多次實驗後的統計值近似曲線，
疲勞壽命模擬算出來的壽命次數坦白說只是參考值，
這個參考值可能是0.1~10倍的真正壽命次數差異。

在實務上有些產業若真的需要考慮的疲勞壽命的狀況，
工程師乾脆就取降伏強度的一半作為應力上限來對應比較省事跟快速，
連帶的就不需要去作疲勞壽命的模擬，
這也是造成疲勞壽命模擬一直很難進到設計標準流程中被要求一定要作。

參考資料：
1. Autodesk Nastran Help
2. Autodesk Simulation Mechanical Help
3. eFatigue

用手機量測在高鐵上的振動

之前寫了一篇用手機量測振動訊號，跟一篇對手機量到的資料作傅立葉轉換的文章；
一直想要找個機會上高鐵用用看。

不過在離開軟體代理商的工作以後就幾乎沒有搭過高鐵，
原因很簡單：
貴！一個人搭高鐵板橋左營來回標準車票價格是2920。
而且抵達目的地以後沒有交通工具也很不方便。

旅遊時通常會利用自己家的車，
尤其是一台車坐滿4~5個人，省下的高鐵車票費用(12000~15000)也很驚人，
不算折舊、磨耗、稅金等養車費用，多人共乘開車確實比較划算；
所以到南部玩、拜訪親友我家都還是開車為主。

私人行程搭高鐵只有一次陪兒子去中山進行大學甄試趕時間坐高鐵。

而且我的體力還算不錯，我可以從五股上交流道直達台南中間不休息，
目前的紀錄是2個小時+45分鐘上台南交流道跟下五股交流道，
比板橋到台南高鐵站再轉車進台南市區，也差不了很多時間；
所以跟家人到台南我們多還是以自行開車為主，
加上去到台南，沒車也很不方便。

有時是不趕時間，沿途開車經過不同景點吃吃喝喝也不錯。

當然如果自己沒有車，除非有4、5人同行，否則租車跑就比高鐵還划不來。

公務就完全不同，一個人坐高鐵比開一台車在費用上的差距就沒有很大，
再來是公務上抵達目的地後還要費神費力處理事情，搭高鐵才是王道。

廢話一堆，回到標題，用手機量測在高鐵上的振動。

最近因為公務關係有機會再搭高鐵，
比較過先前在上海搭高鐵到蘇州的經驗，
坦白說，台灣高鐵的振動比中國的高鐵大很多，
而且感覺上越來越嚴重。

就以往日本出差時搭過日本高鐵的經驗，
我覺得主要原因之一我認為是地質造成，
軌道平整性相對中國來得差，應該不是日製系統差。

既然覺得振動大，那就利用手機來量測看看，到底多嚴重。

這一次量測的路段是高鐵經過雲林的路段，也就是地層下陷最嚴重的路段。

量測兩次，
第一次是放在餐桌上，座位是北上1車10D，
X方向是列車左右方向、Y方向是高鐵前進方向、Z方向是地面向上，
紀錄到的資料如下圖示：

放在桌上，X方向車廂左右

放在桌上，Y方向行進方向

放在桌上，Z方向地面向上方向

這種圖形很難看出甚麼東西，所以我們要用傅立葉分析把時域資料轉到頻率域，如下圖示：

從頻率域資料可以看到在XYZ三個方向會在某些頻率有特別的突起，這代表結構在該方向很容易跟一個固定頻率產生響應，所以很容易出現較大位移加速度。

至於這個頻率往往是外部的一個持續性負載，引發結構產生響應造成。
這個頻率跟外部振動源以及結構本身的自然頻率會有關係。

上述的資料是放在餐桌上量到的結果，所以結構包括了相對鬆散的餐桌結構。

所以第二次就把手機直接平放在車廂地板上，量測到的資料如下：

X方向，車廂左右方向，明顯變小
餐桌結構在左右方向有間隙，所以振動會比直放在地上大，合理

Y方向，車前進方向，明顯變小
餐桌結構在前後方向有間隙，所以振動會比直放在地上大，合理

Z方向，地面向上方向，差異不大，甚至變大
餐桌連結前座椅背等一連串機構，有機會藉由磨擦簡振，所以比直接放在地上小一點點，也算合理

從加速度最大最小值相對的變化來看放在餐桌跟地板上的差異，再想想結構上的力量傳遞路徑上的剛性與阻尼結構，會比較容易理解量測數值上的差異。

再來一樣作傅立葉分析：

從傅立葉分析的結構可以看到16.12/16.29這個頻率的出現，
這應該是一個外部的固定負載造成的加速度變化，
可能是輪子、軌道、速度綜合行成的一個振動源。

有興趣的可以試試看，在不同車廂、不同路段、不同速度下，可以用手機量到的資料，
跟可能的解釋。

檔案名稱、iProperties、BOM、圖面資訊

真正在進行機械設計絕對不是只有設計模型這麼簡單，
除了一些技術上的計算、模擬、材料取得、加工要求等等要注意以外，
另外一個就是請購、製作資料的產生。

請購製作資料的產生需求每家公司都不同；
小公司機構設計可能要一人包到尾，
所以要自己找廠商談價格、交期、付款條件、IQC、組裝、配管、配線、OQC...；
大公司專業分工，機構只要給資料，後面會有產銷、品管、製造負責處理；
每家公司、每個單位、個人都會有自己認為適合、有效率的方式，
所以請購製作資料的需求在100家公司，會有101種想法跟作法。
例如以下就可以是一個請購表的範例：

資料取自Misumi範例

以下提出來的是個人針對在資料產生的必要過程作分享，
建議對 Inventor 存檔名稱作一些處理，可以讓資訊的產生更有效率，
其他的3D CAD也有類似的作法。


首先先來看設計後流程有關製作資料的產生需求，
資料需求可以依據接受資料單位分成幾種狀況：

請購單位的資料需求。
製造單位的資料需求。


請購單位需要處理包括：

1. 市購標準件的請購：
通常會分不同廠商進行請購，
例如氣壓類產品要跟A、B、C三家廠商買，
滑軌類要跟D、E、F廠商買，
螺絲跟Z廠商買等等，
所以請購單位拿到的資料一定希望有先按照市購品的廠牌先進行排列過，
甚至直接就分成不同表格，
裡面最好有公司前次請購時所建立的品號(料號)、購買參考價格，
甚至最後一次購買的時間、販售的來源(經銷商)等資訊。

最好可以直接將表格傳給廠商下訂，
或者是挑必要欄位複製貼上，
或者是有程式自動挑選必要欄位建立請購表格發給廠商，
如果可以某種程度的自動產生，可以降低購買數量錯誤、漏買等問題。

2. 委外製作元件的發包製作：
台灣加工廠商的生態很特殊，
經常有一些小公司(個體戶)，老板兼師傅，靠著加工機跟好手藝、經驗就可以有接不完的單，
但是可能就專門作鑽、車、銑、磨等加工方法中的一種，甚至根據工件大小、精度限制再分不同廠商，
如果一個工件製作要分成好幾種加工製程，加工廠商就必須要轉一手 ;
這種狀況在價格、交期上自然就會有不利設備廠的情況出現；
所以好的採購單位，可以整合有加工能力的個體戶，
讓加工廠商專心作他擅長的，不同加工製程之間的傳遞流程由採購單位分配搞定，
對公司來說絕對有機會將加工成本降到最低；
但是相對採購單位就必須增加人力與分配控管機制才會有效率，
而且必需承擔最終加工的結果跟設計圖面是否一致。

所以很多小規模的公司採購會乾脆找外面廠商統包，
從叫加工材料、不同加工製程轉換、熱處理、表面處理全部處理好，
所以市場上也有所謂“加工”廠商其實就是只作其中一段加工，例如銑，甚至只作品管，
然後將所有加工作業發給不同廠商進行，
這種情況下自然價格上就必須要高一點。
如果設計可以將相關加工方法的零件整理在同一個表格上，
跟列出建議加工廠商，
那委外製作的工作就可以大幅減輕，
但是前提是要蒐集並分類好加工方法廠商，讓設計有所依據可以在資料上表示出來。

委外元件的發包製作可以說是很有學問的工作，人脈關係要很好，
人脈關係夠好，價格會比較好，交期也比較不會出問題，
在大公司裡面，零件委外製造工作是相對很有油水可以撈的，
而且都是一點點的積少成多，有時就在神不知鬼不覺當中可以一年多賺一大筆。

所以請購單位需要的資料就是:
市購品來說就是依廠牌分類好表格，
零件類就是以加工方法分類好表格。

表格內的資料要從那裡來?

所以要先討論、審視、釐清公司請購作業所需要的屬性資料定義。

買市購品需要那些資料？
發包零件加工需要那些資料？
發包工程需要那些資料？
這些資料如何有效率的被正確產生跟重用？

資料的根源當然是從起源 RD 開始，
其中又以機構設計產生的資料最多、變化性最大，
相對電控料種類跟變化性會比較單純。

所以上述很多資料的輸入，機構設計佔的比例最高。
資料重用部份就需要靠資訊系統協助跟資料庫作整合。
跟資訊系統整合這個問題就是另外的大題目了。

回過頭來注意到標題的部份，
在作業系統中，直接尋找資料最直覺的方法就是使用“檔案總管”這個工具，
如果檔案名稱可以作為識別，
對所有人都是一件方便的事，
設計過程中儲存檔案命名也幾乎是不可避免的作業，
既然是無可避免的作業，那是否就順便把屬性資料在存檔時輸入在檔名中。

所以結合兩者，以往我在規劃時都會建議存檔名稱帶部份屬性資料，
例如市購品的檔案名稱是：
廠牌%規格%品名
其中的"%"是用來分隔資料，讓寫程式處理時可以參考用，
選"%"的原因是很少有廠牌、規格型號或品名會用到，系統又可接受作為檔案名稱，
所以也可以找其他的來使用。
若要縮減檔案名稱的長度，品名其實可以忽略，
品名另外放在iProperties屬性欄位中即可。
曾經看過以品號、庫存編號為檔案名稱，
有三個主要缺點：
1. 只看檔案名稱很難辨識
2. 要先申請才會有號碼，設計剛開始有困難
3. 若先暫存檔名，後續還要作更名，浪費時間。

零件跟組合件的檔案名稱是：
專案圖號圖名
沒有使用特殊字元作分隔的原因是“不需要”，
因為“專案”跟圖號會有特定的長度跟規則，
很容易識別。

Inventor的iProperties頁簽中有一個叫“專案”的頁簽，
在存檔時會自動將檔案名稱複製到其中的“零件號碼”欄位中，
等於使用者在輸入檔名時同時就輸入了基本的屬性資料，
如果可以將這個欄位資料拿出來用，
有機會減少重複輸入資料跟方便在檔案總管中作識別。

而且這些資料很多也可以被用在圖面中，
自動填入成為圖面資訊。

提問題的藝術

以前當過家教、學校教官、工程師、小主管、CAD/CAE顧問等等，
在工作上經常碰到被問題或者是必須問問題，
整理一些有關個人對提問題的心得分享給大家。

中文的“問題”兩個字有很多學問，可以是：
不了解、不知道而問。
為了考試、測驗別人而問。
事情出狀況。
不知道該如何處理。
用來形容會給別人帶來麻煩的人…

不過我們把範圍縮小到問(提)問題這個部份，
所以主要剩下兩種狀況：
不了解、不知該如何處理而問問題，
跟考試、測驗而問問題。


在工作上、親友間經常會碰到很會提出“問題”的人物，

相信大家都會有點怕這一些"問題"人物，

尤其是碰上那種口齒便利的人，

有時會讓人非常的吃不消，

很想能躲多遠就算多遠，
根本不想瞭解“問題”人物丟問題出來的目的，
或者是說已經對其貼上負面標籤。

還有一種情況是充滿好奇心的小小孩，
第一是問題千奇百怪，
第二是問的太直接，
第三是問個沒完沒了，
第四是問的時機點常常很不恰當，
第五是有理說不清
第六是...
總之，如果家裡有愛問問題的小孩，
說真的會讓大人很難招架，
脾氣不好又無法回答的大人只能用威權逼小孩住嘴不準問，
脾氣好的會循循善誘解釋或教育小孩該如何問問題，
會有耐心看到這裡的，
相信以後應該都會成為好父母妥當對應小孩的問題。

從以上兩種提問題的狀況可以學到什麼教訓？

問問題其實有很多技巧，才能讓別人願意，而且是心甘情願的回答問題之，
如果問問題的技巧不好，
雖是無心，卻可能會被視為挑釁、刁難、找麻煩而引起不悅，
甚至有人會比較敏感，很容易對別人提的問題起過度反應。


為什麼多數人小時候都會問問題，
長大以後問題反而變少了？

長大以後不問問題常常是因為三個原因造成：
不會問、不敢問、不想問。

這其實是很嚴重的事情，
尤其是在中國人的社會中，
年輕人不問問題的現象特別嚴重，
表示年輕人的求知慾跟表達自我的意願大幅下降了，
這其實會造成社會未來創新的機會變少，
氣氛也會變得欠缺活力而死氣沉沉。

其中不會問最慘！
表示完全在狀況外，所以根本不知道要問甚麼？！

不敢問的情況常常是會怕主管/師長，

怕主管/師長聽了自己的問題後，
提出更多問題，而自己又不知道該如何處理；
或者是怕問了笨問題被"恥"笑！

但是有些主管/師長卻有辦法排除這種情況，
在這些主管/師長週圍就可以感受到年輕人強大的活力氣息。

不想問更是糟糕，
表示完全無心、放棄。

回過頭來要能夠提出好問題的關鍵癥結在那裡？

首先對於身份上可能是提問者或接受問題者，
雙方都要認知到“提問題”基本上是好事，

想要解決問題，當然需要先能夠提出問題。

撇開一些刁鑽、難以回答 、找麻煩的問題，
在提問題要注意以下幾個重點：
時機、本質跟回應

1. 提出問題的時機：

以職場或學業上來說，重要的問題主要是指事情可能受影響而發生狀況，
例如估計的交期可能會延誤，
預算會爆表，
技術可能無法解決需求等等；
實驗作不出來，
作業寫不完，
報告交不出來等等。

預見狀況而提出：
這一類的狀況問題最好能在可能造成的負面狀況真正發生、造成困擾之前就提出來；

如此一來有機會在問題造成傷害前採取預防措施。

狀況發生的當下：

事件發生的一瞬間，其實真正的問題很可能沒有真正的發掘出來，

如果能在事件發生後最短的時間內提出真正的問題所在，
對於挽救事件所必需採取正確的措施還是很有幫助，
有很多二次傷害其實都是因為誤判造成。

狀況完成後 (事後諸葛)：
這是最糟糕的時機，
在問題歷經多人辛苦解決後才出來說：
“我早就知道這樣會出問題！”，
如果再加上一副“當初不聽我的話不就好了”的態度，
那肯定被負責處理問題的人幹到爆；
不幸的是，上層主管很可能會被蒙蔽，因此把功勞給錯人，
這時候處理問題的人應該會把整個管理階層貼上“無能”、“搞不清楚狀況”、“沒有判斷能力”、“無識人之明”，
如果“事後諸葛亮”剛好又很愛捧主管，那就會再加上“喜歡被拍馬屁”…
通常一旦公司內經常發生這種情況時，
這家公司的人員相處就會有問題，進而影響到公司的發展；

但是在狀況解決後 High light 問題還是很重要，
目的是在避免再度發生，
但是要小心避免產生給人事後清算的感覺。

所以提出問題的時機非常的重要，

多數人經常犯的錯誤之一是有在事前提出問題，

但是可能被當作耳邊風忽略掉，

事後忿忿不平的再提出來，

雖然事先提出的“意見”被當耳邊風很不爽，又要負責收尾很冤，

但是當“事後諸葛亮”其實一點幫助都沒有，

還不如當“司馬毅”想想看如何收拾問題或防止問題造成的傷害擴大來得重要；
如果可以，甚至先想好補救方案，
在出問題後快速提出解決方案，那會被當作神崇拜。

至於為了不知道或不了解而問要儘量早，
不要等到時間點緊迫才要問，
對主管或師長來說都會留下不好的印象。

2. 問題的本質跟回應
說真得有些問題真的很蝦，
舉例來說常常看到記者問一些很無厘頭的問題：

這些記者問的問題帶給觀眾、網友非常多的歡笑…
不過大家不可以學記者，除非是想開玩笑緩和氣氛。
但是怎樣算很笨(蝦)的問題？
這就要看被問者的狀況，跟當時的氛圍來判斷，
有時故意問笨問題會被認為是一種挑釁，
會造成很嚴重的後果。

如果很會對人或正在處理的事情提問題，

但是卻不會提出辦法來進行討論，或者是給參考方向，

這種情況自然而然會讓人產生只會抱怨，丟問題叫別人處理，要保持距離的想法，

相反的如果很會委婉的提出問題並且給出參考的解決辦法，

又會鼓勵提出想法進行討論，

那肯定是會受人歡迎。

所以該如何提出問題，其實需要一點思考，不要太過於莽撞。

為了自己、團體、社會的進步，也需要勇於提出問題。

被經常問問題者，也要能夠有雅量跟耐心，
不管笨問題、蝦問題、時機不對的問題，都有可能是因為個人感知不同的認知所造成，
如果失去耐心回覆問題對個人組織單位都是不好的。

掉落測試(Drop test)

行動型或手持式消費性產品，例如手機、筆電、Pad等等，
經常需要考慮到使用者一個不小心手殘掉到地上的狀況；
或者是像商品包裝，也必須考慮包裝材料對內容物的的保護效果*5。

印象中在兒子小學高年級還是國中時，曾經有老師出了一個作業，
要設計製作一個保護結構，讓雞蛋從教室四樓丟下(自由落體)，雞蛋不會破。
根本是整家長，還好我是專家，piece of cake。

先說雞蛋從四樓掉到地上不會破需要什麼條件？
第一是接觸地面瞬間的速度越慢越好。
第二是撞擊瞬間傳到雞蛋的能量越小越好。
第三是殼厚一點的雞蛋或乾脆把雞蛋煮熟。

第一條：減速！降落傘結構。
第二條：軟材料吸收衝擊能量。

主要容器用紙杯，
紙杯上方邊緣穿四個孔綁繩子綁塑膠袋當降落傘。
裡面用氣泡紙或紙捲成條狀、折成多折，或者是用海棉墊包住雞蛋都可以。
結果？
當然是成功！雞蛋還真的沒破…

在班上算是少數雞蛋沒破的，可臭屁了…

好了，廢話結束，既然在產品上必需要作掉落測試，
CAE軟體的價值就出現了，
透過模擬改善設計減少製作樣品進行測試的數量與成本跟時間。

很多結構分析軟體都有提供"Drop test"模擬功能，
包括我比較熟悉的

Autodesk Simulation Mechanical跟

Inventor Nastran (Nastran In CAD)。

以設定的方便性來說，

Autodesk Simulation Mechanical 比多數 CAE 軟體容易使用*3&4，

計算與收斂性就需要技巧去調整 time step 跟 contact stiffness。

Inventor Nastran 是以Impact Analysis*1來進行 Drop Test*2，

設定操作上比較麻煩，

在 time step設定上也比較沒有彈性跟效率。

掉落測試模擬基本上的設定就是不離 CAE 軟體一些基本概念：

1. 幾何形狀：包括產品跟碰撞的虛擬地面

2. 邊界條件：

2.1. 自由落體模擬下產品的起始高度，

2.2. 或者是根據等加速度運動計算碰撞瞬間的速度值作為初始條件

2.3. 設定重力方向

3. 設定接觸條件：

3.1. 碰撞面

3.2. 接觸剛性，Stiffness of contact

3.3. 穿透量，Penetrations

4. 模擬設定：

4.1. 模擬時間長度

4.2. 模擬時間間隔，time step 或 resolution

4.3. 是否回彈

Inventor Nastran 比較麻煩還要設定產品移動路徑，

也不像 Autodesk Simulation Mechanical還可以看到回彈，

可惜 Autodesk 已經很停止該產品的維護更新與銷售。

參考資料：
Inventor Nastran：
1. Ball impact
2. Drop test

Autodesk Simulation Mechanical：
3. Drop test wizard
4. Drop test

5. ASTM 5276-98, Standard Test Method for Drop Test of Loaded Containers by Free Fall

20180505 永安景觀步道(千島湖、八卦茶園)

石碇千島湖很多人都知道，
熱門的時候，狹小的產業道路常常會塞車，
還好過了風潮以後，一切終會恢復平靜。

之前去過兩次，都是去八卦茶園，再往下走到路底，

出太陽的日子拍照片很漂亮，
但是若是想要走一走運動，
說真得，沒遮陽，還蠻熱的…

後來在地圖上有看到附近有好幾條登山道跟一條永安景觀步道，
趁著天氣還沒很熱來去試試看。

永安景觀步道是線狀的步道，
加上沒有在兩端的接駁交通工具，
走完以後只能選原路回或者是走馬路繞一大圈。

我是挑上方的進出口，
也就是圖上標示的“現在”位置，
原因是附近比較好停車。

步道入口：

一走上來就是很漂亮的景：

接下來有400公尺的石板路加600公尺的山徑可走：

後半段是山徑，有些路段寬度兩個人勉強可以會身而過

有些路段是階梯，所以雖然是親子級步道，但是不適合推嬰兒車

從樹林間隙看出去風景都不錯

另外一個出口旁有臨時廁所，有衛生紙，但是沖水設施維護得不是很好。

整段路程大約1公里，輕鬆慢慢走約半小時，來回約1小時，算是一條輕鬆易走的步道。

路上有碰上一些走其他登山步道的山友，對專業級的來說，只走這一段實在是太短了。

滾動軸承的型式

滾動軸承可以使用以下幾種型式進行分類：

使用的滾子：
滾珠、滾柱、滾針三種。

滾珠 、滾柱 、滾針

排列方式
一般、斜角、止推...

 一般滾珠軸承
圖片來源：NSK

斜角滾珠軸承
注意內外環跟珠子的接觸形狀
圖片來源：NSK

止推滾珠軸承
圖片來源：NSK

排列數量：
單列、雙列...

還有其他選擇：
有無保持器、保持器材質，
滾子封閉、滾子封閉材質，
潤滑方式、潤滑油，
框形狀等等。


選擇軸承型式首先要考慮到的是軸承需要承受的負載：

圖片來源：NSK型錄*1

常見水平旋轉軸的支撐，軸承主要受力就是Radial Load(徑向負載)，
若是垂直旋轉軸就會讓軸承在重力方向受到軸向作用力，Axial Load(軸向負載)，
至於磨擦轉矩，主要就是發生在軸承內外之間的相對運動摩擦力所形成的反作用力力矩作用。

一般深槽滾珠軸承比較適合只有承受徑向負載的狀態，在軸向上的剛性並不好，很容易進行小幅度的移動。

如果要承受軸向負載就需要斜角滾珠軸承，
而且若是雙向的軸向負載，那就必須使用兩顆角度相反的斜角滾珠軸承，
斜角滾珠軸承也有幾種不同型式(DB, DF, DT)對應到需要承載的負荷。

單列、雙列斜角滾珠軸承，DB、DF、DT不同排列方式
圖片來源：NSK

有時會在軸上使用組合式的應用：

如圖左側使用兩列斜角滾珠軸承抵抗軸向負載
右側的滾柱軸承負責抵抗徑向附載，但是無法支撐軸向負載
圖片來源：SKF

如果有力矩作用，就要用上雙列、甚至四列來抵抗力矩。

圖片來源：NSK

若軸向負載有限，也有一種四點接觸的滾珠軸承，可以承受軸向與徑向負載，但是相對較小，好處是體積也比較小。

若主要承受的是軸向負載，會直接使用止推軸承來支撐軸向力。

至於滾珠、滾柱跟滾針差別在於可承受的負載大小，滾柱跟滾針是線接觸，負載承受能力比滾珠的點接觸來得大。


保持器因為可以防止滾子互相碰撞產生噪音跟額外的磨損，在選擇上幾乎已經是標配，不同材質影響的是耐用性、磨擦係數跟精度。

像汽機車 、自行車的輪軸軸承，
經常會有機會濺到水 、泥 、油污等，
因此在軸承內外框之間可以加上密封環，
避免泥水 、油污接觸到滾子，造成軸承壽命受到大幅影響。

另外一種狀況其實算是有點誤用，
在標榜無塵室用的設備上，
使用的軸承加上密封環，防止潤滑油汙染到無塵室；
無塵是用的軸承重點要用無塵室專用潤滑油。

潤滑油在不同應用上影響很大，
重負載跟溫度高的油要黏要重，
食品 、半導體 、光電的油要不易揮發 、發塵，才能避免影響到產品，
其他還有低速、短行程用的低磨擦潤滑油，
低真空環境用的潤滑油。

但是在重統機械上考慮潤滑油主要是在於使用溫度、速度、需要移除的熱量、汙染物，目的在於嚴長軸承的使用壽命，因此還會搭配需要的潤滑方式，
例如像內燃機引擎的軸承用潤滑油，除了潤滑以外，還肩負重要的散熱、跟異物(金屬微粒等)移除的重責大任，所以會使用強制循環、過濾與定期更新的策略，才能發揮保護引擎旋轉運作的功能。

在一般的工具機會機械設備上不像引擎會有大量的熱量產生，一般來說使用Grease潤滑，定期保養注油更換就可以。
軸承廠也會推出特定的潤滑油供應系統給某些應用需求使用，如下SKF的產品：

SKF的軸承潤滑油供應裝置，可以連續供應1~12個月的潤滑油

參考資料：

1. Rolling Bearing for Industrial Machinary. (e1103.pdf), P.A07~P.A017, NSK
2. 軸承的應用, SKF
3. 滾珠、滾子軸承型錄，東培。
4. 精密滾動軸承，東培。

轉貼：十個可以與不能

年近50，無錢、無權、無勢，更談不上有什麼顏值，
只好酸酸的轉貼並修改網路上的文章跟大家分享：

人生在世，缺錢可以再賺，但「缺德」 一輩子完蛋！

人生在世：

可以缺錢，但不能缺德；

可以失言，但不能失信；

可以倒下，但不能跪下；

可以求名，但不能盜名；

可以低落，但不能墮落；

可以放鬆，但不能放縱；

可以虛心，但不能虛偽；

可以平凡，但不能平庸；

可以浪漫，但不能浪蕩；

可以生活，但不能生事。

做人：

對上恭敬、對下不傲，是為禮；

做事：

大不糊塗、小不計較，是為智；

對利：

能拿六分，只拿四分，是為義；

恪律：

守身如蓮，香遠益清，是為廉；

對人：

表裡如一，真誠以待，是為信；

修心：

優為聚靈，敬天愛人，是為仁。

如果你擁有財富，

別人通常會羨慕的是你的財富，

但是你經常誤會了別人在崇拜你；

如果你擁有權力，

別人往往會臣服於你的權力，

但是你常常誤會了別人在跟隨你；

如果你擁有的是美貌，

別人愛看的是你一時擁有的美貌，

但是你卻以為別人應該要寵愛你一輩子。

看清自己，人品德行

才是你行走天下的至寶！

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