Kevin Yu's Blog

2017/11/13

20171112 竹北香港香港新生活飲茶餐廳

註.2019結束營業

今年岳父的生日11/12剛好在禮拜天，
老婆幾個禮拜前就開始在煩擾要去吃什麼？

岳父的耳朵重聽，

吃飯用餐時不太聽得到別人說的話，
喜歡Buffet形式的用餐環境，
這樣他可以趁著取餐起身到處走走看看不會無聊，
所以帶他出來吃飯都會儘量挑Buffet，
新竹地區吃過八方燴、貴族世家、鬥牛士、鮮友火鍋、煙波、芙洛麗等等，
其中他最喜歡貴族世家跟鮮友，
原因很簡單：便宜，加上口味適合。
但是已經吃過太多次也會膩，
而且生日還吃貴族世家也怪怪的，
所以努力上網找到竹北新開的"香港香港"，
港式飲茶吃到飽！

Google地圖上評價很兩極，
有許多網友認為港點不夠道地跟好吃，
不過這對我們來說不是問題，
我們幾乎沒在吃港式點心，

所以道不道地完全分不出來。
我們也不是什麼美食專家，

也談不上可以評論美食，
所以就決定來去常鮮試試。

首先印象很深的就是座位間隔很大，場地很寬敞，
不像有的餐廳座位很擠。

帶位時，服務人員會簡單介紹取餐區的分類，
但是其實不用三分鐘就忘了…

有專門的茶飲區算是特色，

除了冷泡茶以外，
其他茶飲都是現點。
喝了文山包種、四季春、阿里山烏龍、抹茶拿鐵，
其他還有很多種茶飲，好不好喝我也分不出來，
倒是這樣可以比較不同茶的差異，也蠻有趣的。

茶飲區過來是蒸食類，
像腸粉有三種，我一次就叫齊了三種各一份，
我比較喜歡鮮蝦的腸粉，
一份切了四塊，剛好我們四人分一份。
旁邊會有現蒸出爐的湯包跟魚蛋，要排隊搶，晚了就沒有，
再旁邊是蒸籠類的燒賣跟包子；
再過去是酥炸點心跟熱炒、烤鴨、烤乳豬、燒臘、湯品；
中間是沙拉跟蝦、貝、海蜇皮等冷盤以及水果、甜點、西米露等，但是沒有蛋糕、餅乾。
往廁所方向是冷飲、冰淇淋。

吃Buffet就是到處看、到處拿，才有樂趣不是嗎？

一開始想說只有分這幾區有點少，
最後熱炒區、酥炸點心我完全沒有肚子去吃，
連蒸籠類的點心都吃不到四分之一，
湯品也是跟老婆兒子三個人分食鰻魚米粉、肉骨茶跟羊肉爐各一碗，另外三種湯就放棄了。

不知道是戰力弱了，還是港點太容易撐飽肚子？

反正就是吃到很撐，連晚餐都可以省下來。

因為拍食物照片的功力很差，
有那些食物可自行上官網查詢。

餐廳的地址在竹北市勝利一路11號，
附近不好停車，
早一點到可以停在地下室晶宴的停車場，
假日1小時30，還算合理。

2017/11/12

手機在振動量測上的應用

以前要作振動量測，
基本上就是一個高專業度、高難度的工作，
首先必需要有專業的儀器搭配專業的技術人員，
取得資料後進行專業的量測與專業的分析，
看到這麼多“專業”，
識相的就知道這是需要很多$$$才能完成的工作。

不過敗現代科技之賜，
幾乎人手一機的手機上就有量測振動的工具，
手機裡面內建有線性加速度的感測器，
可以偵測X、Y、Z三個方向手機移動的加速度。

所以專業的儀器問題解決了一半，為什麼是一半後面會解釋。

想知道自己手機具備那些感測器？
可以透過app偵測手機中有那些感測器，
只要在app store或Play 商店中輸入“device test”、“sensor test”等，
就可以找到許多可以用來偵測手機中各式元件的手機軟體，
包括偵測感測器的有、無跟數值狀況，
例如 Z-Device Test、Senze it All等等軟體，
都可以用來偵測手機中有那些感測器。

Z device test的畫面
中間有一個LINEAR ACCELERATION就是線性加速度

點選"LINEAR ACCELERATION"就會進入感測器的狀況畫面如下：

不過這些軟體通常只是讓使用者偵測感測器，
並沒有提供資料記錄的功能，
所以並需要再找其他的軟體來記錄。

最近找到一個沒有擾人廣告，又可以免費記錄資料跟傳送的軟體：Bosch的iNVH。

進入後的畫面，可以選擇量測噪音或振動
上圖為噪音量測

振動量測

點選左下的"Raw Data"就可以進入線性加速度的量測畫面如下圖示：

線性加速度數值畫面

操作上很簡單，點選紅色按鈕開始錄影記錄資料，
點選右上角的工具圖形可以進入可以進入設定畫面，
點選右上角的螢幕圖形可以進入全螢幕顯示畫面，
點選右邊下方是放大、縮小、回到1：1跟從新開始。

進入設定畫面如下：

可以設定取樣頻率為"Fastest"、"Game"、"UI"、"Normal"四種等級。

可以設定XYZ三軸出現與否。

勾選 "In Space Mode"可以忽略重力。

可以設定Y軸的尺度，預設是 10 m/sec^2，
最小可以修改為 1 m/sec^2。

也可以設定要顯示的軸向方向：X、Y、Z，
跟各軸表示的顏色。

設定完成後就可以點選紅色圓圈開始記錄資料。

像我的手機 Sony Xperia Z5C，
設定在"Fastest"時，資料記錄的頻率約225Hz，
所以如果要記錄超過1024筆資料，
大概要記錄超過5秒鐘以上，
如果要記錄到4096筆資料以上，需要20秒左右。

所以要記錄多少的資料量跟時間長度需要根據振動源頻率跟需要的資料數來計算。

當開始記錄以後，紅色圓圈會變成黑色正方形，
再按一次就會停止記錄資料，
接著會跳出儲存檔案要求給名字的對話視窗，
給好名稱存檔就可以，如下圖示：

再來是要將資料傳到電腦上，
使用電腦版的Excel作傅立葉分析
回到"Vibration"畫面，選擇右上角功能按鈕，選擇"Data folder"，如下圖所示：

app會列出資料夾中目前的檔案，點選準備要處理的檔案如下圖示：

也可以點選檔案顯示資料如下圖示：

作完傅立葉分析後就可以得到振幅 vs 頻率的圖形，
其中振幅特別高的部分會被視為主要的振動源，請參考另外一篇網誌說明。

要注意的是，手機的外殼、保護膜、跟手機結構都會形成不同的彈簧效應，
手機內組裝結構在受力時可能微幅滑動產生的阻尼效應會造成頻率偏移，
所以手機對振動的感知測能力會有某些振動源頻率被隔離掉，或偏移的現象，造成取得的資料失真。
另外一個問題使手機中的感測器規格上有一定的範圍限制，太高太低的都無法感測到。

安裝位置、空間限制、固定方式不牢靠，人按啟動量測與結束量測對信號的干擾等等也都是大問題。

所以說拿手機當作專業的振動量測儀器只解決了一半，
拿來量著玩、練習還可以，要準確還是力有未逮。

如果需要其他手機內建感測器作量測，最近找到一個 phyphox，還可以遠端(內網)從電腦看數據資料。

所以如果要量測準確的資料，
還是要乖乖的找加速度計，
貼在結構上的適當位置，
才能量測到正確的資料，
手機上的振動量測基本上還是定位在方便、簡單、低成本、練習、學習的方案，
並不能取代專業振動量測裝置。

使用Excel進行快速傅立葉轉換

快速傅立葉轉換 (Fast Fourier Transformation，FFT)，
一般是大學工程數學會上的內容之一，
但是坦白說，對學生來說，根本不知道會用在哪？
老師如果又沒有用鮮明的例子說明，
後面課程又沒用到的話，
大概就會把FFT忘的一乾二淨，
像我就是...

後來碩班唸固力組，有一門必修是振動學，
因為會提到將時域量測資料轉換到頻率域的資料圖表處理需要用到FFT，
那時候就有留下一個印象：

FFT可以將時域資料轉換到頻率域。

但是因為主要方向在FEM，
所以對FFT的認知也就僅此為止。

後來因為工作上的需求，
需要量測時域資料並轉換到頻率域進行分析，
所以才又開始找FFT的資料與處理的方法，
相信有些朋友的狀況應該跟我很類似，
所以把網路上找到的資料整理跟大家分享心得。

要作FFT通常是因為取得一份時域的量測資料，
一般常見的格式是 (t, A)，

t 就是紀錄的時間，sec。

A是記錄到量測值，
例如等一下用來當例子的加速度值，m/sec²。

這個資料要從哪邊來？
當然看各位自己有什麼來源，
基本上有手機的幾乎都有這個資料產生的來源，
可以參考另外一篇：使用手機量測線性加速度。

要作FFT其實可以不要去想寫程式這一類複雜的事情，
也不要去要買甚麼Matlab之類的數學計算軟體，
可以利用大家熟悉的excel功能來完成。

以下以EXCEL 2010為例。
首先需要先開啟(載入)Excel一項“分析工具箱”功能，步驟如下：

1. 點選：左上角"檔案"，選擇下方的"選項"，

2. Excel 選項對話視窗中找到 "增益集"這個項目，選擇後按執行。

3. 會跳出"現有的增益集"對話視窗，
建議可以載入 "分析工具箱"、"分析工具箱-VBA"、"規劃求解增益集"這三個，
也可以全選載入。

4. 載入增益集以後，
就會在功能表的"資料"中看到"分析"，
如下圖示：

再來是準備資料跟處理，
Excel中的 FFT資料數量必須為2的次方，
例如 32、64、128、256、512、1024、2048、4096。

資料量可以多取，盡量超過1024筆，
最好可以到Excel的極限4096筆資料，
如此一來結果的頻率的解析度會比較高。

取樣頻率看儀器的能力與需求，
對高頻來說，取樣頻率越高越好，才能找到高頻的訊號源。
對低頻震動，可以取低一點的取樣頻率，
否則Excel的資料筆數（4096）會不夠涵蓋完整的週期。

有了記錄時域的資料，
就可以使用“資料”-“分析”-“資料分析”指令，
點選後會出現分析工具選擇對話視窗如下：

從其中找到“傅立葉分析”指令，
點選後按下確定，會跳出對話視窗如下：

對話視窗分成兩個部分：輸入與輸出選項，
輸入部份只需選擇記錄的資料部份，
不需要時間的資料，記得資料數量要是2的次方，
例如2^7=128，選擇或輸入從E6欄位到E133欄位。

輸出的部分例如可以選擇輸出到新的活頁簿、工作表或者是現有工作表的不同欄位，
例如輸出到 F6~F133。

傅立葉分析工具對資料欄位的處理不是即時性的，
所以如果欄位資料有更新，
就必須重新執行一次，以取得新的計算結果。

輸出的資料形式是複數型式 (real + image*i)，
所以必需再用IMABS函數取出複數的絕對值，
例如：1+1i，取出來的絕對值相當於 1.414，就是"根號 2"。
若以前述的加速度範例來說，
就是加速度的振幅。

但是要輸出成頻域的圖表時，
還必須計算頻域在圖表X軸向的座標值，
此時就必須要用到資料的時域資料，
例如每隔0.1秒取一次資料，
那取樣頻率就相當於是10 次/秒，
因為取了128筆資料作分析，
所以在圖表X軸上就是10Hz/128=0.078125Hz的頻率解析度。

因為傅立葉分析的特性關係，
資料可以取其中一半來看，
也就是可以看到從 0Hz 到 128/2*0.078125=5Hz 左右的振幅變化。

所以圖表橫軸是0～5Hz，
縱軸是m/sec^2，

從圖表中可以看到特別突起的振幅，
跟對應的頻率值，
從振動的角度來看，
代表在該頻率有一個外部作用力持續提供一個作用力給機構，
使機構在該移動方向獲得一個加速度。

若是使用敲擊方式，那就是測量該位置的自然頻率，振幅值反而是無關緊要。

回過頭來看FFT的一些限制：

(a) 取樣率若是太低，高頻的資料就看不到，所以取樣速率(Sampling rate)須為受測信號最高成分頻率的兩倍或兩倍以上 (Nyquist sampling theorem)；例如信號頻率是 1Hz，那取樣速率至少每秒要有2個以上(2Hz的取樣頻率)。

(b) 取樣週期(取樣時間長度)至少要超過一次以上的週期時間長度，才能取得完整的週期變化資料。

(c) 如果受測信號是隨機的，FFT的結果其實就看不到明顯突出的訊號，所以受測信號必須是週期性的，FFT才有意義。

(d) 取樣數須為 2 的次方個資料。

提供Excel連結範例。

其他相關參考：
手機在振動量測上的應用
用手機量測在高鐵上的振動
振動量測在設備上的應用
Vibration Analysis, MIDE

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2017/11/9

材料性質：楊氏係數

在這裡不會去仔細介紹楊氏係數、蒲松氏比跟密度的詳細定義，
主要是說明這些值在 Inventor 應力分析中的用法。

楊氏係數：Young's modulus，經常又稱為楊氏模數、楊氏模量、彈性係數、彈性模量...
在台灣跟大部分國家地區慣用的主要單位是 GPa (1x109 N / m2)，
通常楊氏係數會以英文字母符號 "E" 來表示。

揚氏係數通常會以拉伸實驗來取得，
拉伸實驗結果的圖表說明：
橫軸為應變，以量測到的兩監測點距離變化(位移量)除以量測長度，稱為工程應變。
縱軸為應力，以Load Cell量測到力量除以材料樣品的斷面積，稱為工程應力。
可以得到典型的鋼材應力與應變關係圖形如下：

圖片來源：d&t Online

楊氏係數就是直線段線條的斜率。
如果是非直線段的斜率通常會稱為彈性係數、彈性模量，而不會再稱為楊氏係數。

這個性質在 Inventor應力分析中很重要，
主要是用來計算變形量，
相對的會影響到多個約束條件上反作用力分布。

楊氏係數在 Inventor 應力分析中就是固定值，
就是上圖中應力從 0 開始直線段的斜率，直線斜率應該為固定值，
當彈性係數為固定值時，一般稱材料為"線性"行為。

實際上的材料在受力過程中彈性係數可能不是一個固定值，
例如材料受到比較大的作用力跟變形時，彈性係數也會改變，
例如像金屬材料的鐵、鋼在受到超過線性極限以上的力量作用時，
彈性係數通常會變小，甚至僅有原來使用的楊氏係數數值的1/10不到。
如上圖所示。

或者是橡膠類型的非線性材料，彈性係數就不是固定值；

非線性CAE軟體把橡膠材料的模擬歸類在Hyperelastic材料

不過對於非線性材料來說，基本上在不要發生太大變形的情況下，
使用 Inventor應力分析搭配固定的楊氏係數(線性材料)作模擬還是有一定的參考價值。

加上即使使用支援非線性材料的CAE軟體作模擬，
還是會面臨準確性的問題，畢竟真實的元件與材料不是那麼均勻跟完美，
所以既然在數值會有誤差，那還不如使用 Inventor應力分析很快得到趨勢參考，
再搭配實驗數值作修正來得快。

但是如果是比較大的變形量，那就會有元件中材料的彈性係數變化很大的問題要注意，
例如混合彈性與較大的塑性變形，連模擬結果趨勢都會有問題，
此時建議還是要使用支援非線性模擬的CAE軟體會比較好，至少趨勢上比較準。
註，非線性分析建議使用Abaqus、Marc等非線性功能較強的CAE軟體。

再來一個問題是每一種材料都需要正確的材料性質資料才能進行正確的模擬，
那如果使用包括 SS41(結構鋼，便宜、強度OK，現在改SS400，類似的有ASTM為A36，英國、中國各有不同編號...)、S45C、SPCC、SPGC、S60C、SUS304、SUS303、SUS316等等多種鋼材，
或者是多種鋁材，例如A6061、A6063、A5052、A2024、A7075、A6N01S等等多種鋁材與不同的時效處理該怎麼辦？
光是蒐集材質資料就是一個大工程！！！

實務上，機械材料性質的蒐集與建立確實是一個大工程，
甚至是某些公司的技術優勢項目，
例如像波音跟NASA就擁有驚人種類與數量的材料性質資料庫，
甚至同一支型號，不同生產廠商的材料間的微細差異資料都有。

如果設計時對結構分析的重點是放在變形量的預估跟趨勢判斷，
目的在於修改設計方向的確認與評估，
其實只要模擬數值上的差異只要不要大到超過一定比率，例如20%，
而且重點在於變形量，不是破壞的話，
有關變形量的模擬結果主要就是跟楊氏係數有關，
所以只要楊氏係數的值接近就可以了。

例如中碳鋼類，楊氏係數幾乎都在200~210 GPa，
即使混合有18%鎳鉻的不鏽鋼 SUS 304約193 GPA，其實差距都並不大，
像A6063跟A6N01兩種用在鋁擠出製造用的材料，其楊氏係數都是68.9GPa左右，
對多數的金屬材料而言，只要基本金屬成分是一樣的，楊氏係數的差異都不大，
各種改質的番號不同主要是反映在降伏與抗拉強度的不同，
而不是在楊氏係數上，可參考材料的降伏與抗拉強度。

不過在合成塑膠就差異很大，尤其是一般商用塑膠跟工程用塑膠，
會因為混料加入的其他材料、製程上的影響而有不同，
這時候就要小心注意，例如聚乙烯 (PE)，低密度PE、高密度HDPE、超高密度UHDPE，性質上的差異就很大。

至於一般有時我們會提到材料的軟硬，
意義上有兩種情況，
一種是像鑽石般很硬的材料，描述的是在硬度上的差異，跟降伏(破裂、抗拉)強度比較有關係。
一種是鋼比塑膠硬，描述的是同樣受力的變形量不同，這種的描述跟楊氏係數有關；塑膠比較軟，在發生永久變形前可以允許較大的變形量。
至於一般量測到的表面硬度跟楊氏係數的關係反而比不上跟降伏強度的關係來得密切，可參考材料的硬度與機械性質。

相關材料的性質資料可以從 www.matweb.com 找找看。
另外一個資料來源可以找歐美日的材料供應大廠網站，有的甚至會有拉伸實驗的資料。

幾個相關資料：
蒲松比 Poisson' Ratio
材料的降伏與抗拉強度
材料硬度與降伏強度的關係
脆性材料的破壞與強度測試
其他材料性質
機械設備常用材料
工程塑膠
鋁合金
Secant Modulus

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如果文章對您有幫助，歡迎以小小代價請作者喝茶：

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2017/10/28

AOI系統的放大倍率分享

一般想要表達拍攝到物體大小的最常見方式之一，
就是拿一個大小熟悉的物體放在旁邊作比對，
例如人(對比恐龍)、打火機等。

圖片來源 : wikimedia

在光學顯微鏡上，可以使用標準片來作比較，

圖片來源 : 淘寶網

或者是在目鏡上作刻度加上倍率調整指示作換算。

但是在AOI在談到鏡頭放大倍率時，
經常會有使用者誤解成是在螢幕上看到倍率，
形成同樣是“放大倍率”一個名詞卻雞同鴨講的狀況。

AOI系統的放大倍率可以分成兩種情況來解釋：
相機感測器透過鏡頭看到的放大倍率 : M.camera
人從螢幕上看到的放大倍率 : M.eye

M.camera
這個部分是我之前在鏡頭的分享文中提到的鏡頭倍率，
例如相機感測器尺寸是16*12mm*mm，
鏡頭倍率(M.camera)是2倍，
那物品的尺寸透過鏡頭會被放大兩倍，
原來是1 mm長度在相機感測器上會變成 2mm，
FOV是8*6 mm*mm。

如果相機感測器的像素間距是5um，
感測器上會佔據約400個像素，
如果像素間距是2um，
那相機感測器上會用1000個像素來表示。

M.eye
人看到的畫面其實是相機感測器傳送到螢幕所顯示出來的畫面，
所以如果是尺寸15.6“(對角線)的的螢幕，
FHD解析度1920*1080，
畫素間距約180 um。

所以若將相機感測器上的 1 個像素對應到螢幕上的 1 個畫素來表示，
1000個畫素在螢幕上是180 mm長，
對比原始長度 1 mm，
人眼從螢幕畫面上看到的放大倍率 M.eye 是180倍。

所以人從螢幕上看到的“放大倍率”，
會有鏡頭倍率、感測器尺寸、感測器像素尺寸、螢幕尺寸、顯示軟體放大比例等至少五個因素的影響。

除了放大倍率以外，
實務上影像從相機感測器到螢幕，
還經過好幾次影像或訊號處理，
第一階段是相機電路，包括光轉電訊號放大等，
第二階段是影像擷取元件，從相機到電腦記憶體
第三階段是作業系統，
第四階段是顯示用的軟體，
三跟四階段若無資料壓縮就幾乎沒有影響，
第五階段是顯示卡，
第六階段是螢幕的訊號處理晶片，
第七階段是LCD上的控制晶片，
第八階段是光從背光板的光源(演色性)發出經過偏光板、彩色濾光片、偏光板到人眼，
以及其它還有所有線材與線路上的干擾。

所以AOI系統擷取影像，
從影像感測器被記錄、傳輸到螢幕顯示給人眼看到，
已經被處理、干擾過很多次，
看到的跟實際上的一定會有差異，
這也是傳統OM一直有其存在的價值，
畢竟人眼透過光學鏡頭看到的，
和使用影像感測器經過多次訊號傳遞與處理在螢幕上看到的不同。

不過由於感測器具有擷取可見光與非可見光轉換到電訊號顯示的能力，
在應用上若能降低過程中處理失真、干擾等因素，
影像感測能力基本上超過人眼處理的能力是毋庸置疑的，
加上尺寸的精確計算、光強度分級能力，更是人所不及。

2017/10/26

結果數值選擇 - 詳細項目

在常用的五個結果項目下方，會有更詳細的結果項目，如下圖示：

其中有關應力、應變的意義在機械工程的材料力學課程中會有很詳細的介紹，
簡單來說，應力跟大家比較熟悉的壓力很像，單位也是完全一模一樣，力量除以單位面積，
公制單位常用Pa (N/m)，一大氣壓約0.1 MPa = 100,000Pa = 1 bar = 760 mmHg = 14.5 psi。
應力(壓力)單位換算表如下：

所以應力是用以評估固體材質在單位面積上承受的力量。
這個力量有分成拉應力，單位面積上面方向的往外力量，傾向將材料拉開分離；
壓應力，單位面上面方向面往內的力量，傾向將材料靠近壓合；
拉跟壓應力都屬於正向應力，跟面垂直；
跟壓力不同是，固體材質還會有一個是作用在面的水平方向的力量，除以單位面積後稱為剪應力，軸的扭轉主要就是剪應力。
拉、壓、剪三種應力如下圖示：

至於應變，跟應力有著正比關係，也就是應力越大、應變越大，
兩者之間的關係就是彈簧的受力與變形量關係；

要注意的是應變是相當於變形比例關係，是無單位的，感謝網友提醒補充，避免誤會應變跟變形量單位有關聯性。

應力與應變正比的關係係數稱為楊氏模數(Young's Modulus)，可以參考連結，
相當於彈簧的彈性係數概念，只是從 1維變成是 2維。

坦白說，這些細項對一般使用者來說並沒有太大的意義，
除非有能力貼應變規量測應變，再換算成應力。

所以在多數情況下，除非很仔細要觀察力量方向的應力關係，
作結構模擬時通常不會特別去看應力與應變的細項。

比較會有機會去看的是位移，目的是要了解在結構上往單一方向的位移(變形)狀況，
因為在實務上我們會特別關心像是高度方向(Z方向)的結構變形量。
在力量偏單方向時，位移中的單方向位移跟合位移幾乎是相等的。

例如像前述的拉伸試驗片，僅有有 -Z 方向的作用力，主要位移自然就發生在 Z 方向上，
因此合位移跟Z方向位移的趨勢就會幾乎是一致的。

接下來最後一個是接觸壓力，
在元件中有發生接觸行為才會出現這一項，
而且只會出現在接觸面上，
所以像前述單一零件，沒有任何接觸行為的元件，這一項結果項目就不會出現。
而且因為接觸面通常在元件上會被遮住看不見，所以在表面上通常看到的值是 0，
要隱藏其中一個零件才會看到在接觸面上的值。

下一頁：顯示結果操作

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結果數值項目 - 反作用力

牛頓第三定律：作用力等於反作用力

任何結構受到作用力後會有兩種情況：動或者靜止！

動的狀況比較複雜，在Inventor動力學模擬裡面討論。

靜止的狀況比較單純，在Inventor應力分析中就可以幫忙計算。

受到作用力還能靜止不動，通常表示有一個反作用力能完全抵消掉作用力。

舉例來說，一個重物固定在牆壁上不會往下掉，那表示牆壁給了重物一個相當於重物重量的反作用力支撐重物不會往下掉。

這個概念在應力分析的功能中就表現在約束條件的反作用力結果上。

要顯示約束上的反作用力，
點選約束條件，滑鼠右鍵功能表中“反作用力”結果，如下圖示：

顯示該約束受負載作用時的反作用力，如下圖示：

如前例拉伸試驗片受到作用力500N，在 Z 的"負"方向，
所以在約束上就有 500N 的反作用力，方向在 Z 的正方向，大小相等方向相反。

這個功能很重要，可以用來評估在約束上受到作用力狀況，協助確認元件的選用是否恰當。

例如機台的支撐、調整腳座的需要承載力、力矩，
螺絲的數量是否足以承受剪力或拉力等等。

下一頁：詳細結果項目

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2017/10/25

結果數值項目 - 常用項目

Inventor應力分析的結果數值項目可以從瀏覽器中直接選擇，如下圖示：

這些結果項目可以分成三個部分來看：
1. 常用結果項目。
2. 詳細結果項目。
3. 約束上的反作用力。

常用結果項目中有五個數值項目可以選，第一個就是預設的結果顯示項目"von Mises應力，
至於什麼是 von Mises應力？
簡單來說是用來評估 "延展性材料" 是否會發生破壞現象用的結果項目，
詳細的定義在英文版維基百科網頁中解釋的蠻清楚的，有興趣可點選網頁。

von Mises這個項目的結果數值會跟常用結果項目的第五項"安全係數"有關，如下圖示：

安全係數的計算是以材料設定的降伏強度或抗拉強度除以 von Mises應力計算得到。
要選擇使用降伏或抗拉強度，可以從材料設定中進行挑選，如下圖示：

至於常用結果項目的第二項 "第一主應力" 與第三項 "第三主應力"，簡單來說就是用在對脆性材料的破壞評估，如下二圖所示：

有關 von Mises應力跟第一主應力、第三主應力也可以參考連結簡報檔的簡單說明。

常用結果項目的第四項 "位移"，基本上表示的是結構變形的"合位移"結果，如下圖所示：

"合位移"基本上就是將 X、Y、Z三個方向的位移量利用畢氏定理合成計算出來的結果，並表示在圖形與數值上。

所以所謂的常用結果項目，
若針對延展性材料，例如鐵、鋼、鋁、塑膠等材質製成的零件，
主要就是看von Mise應力值分布的狀態，
看看安全係數有沒有小於 1(靜態負載)，或者是小於2(動態疲勞負載)，
跟合位移量。

若針對脆性材料，例如陶瓷、玻璃、鑄鐵等材質製成的零件，
主要就是看看第一主應力拉應力會不會超過破壞應力，
脆性材料的破壞應力要看材質跟製程決定，比較複雜，可以另外參閱連結說明。
跟合位移量。

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快速進行一個應力分析的範例

Inventor 應力分析的優勢在於將結構強度模擬工具整合在 CAD 工具中，
提供使用者一個方便快速，介面親和性極高的結構模擬工具。

以下就使用一個教科書上或者是機械工程實驗上經常會用到的拉伸試驗作為範例，
示範如何在Inventor 應力分析環境中快速進行結構強度模擬的步驟，
隨後並利用此範例說明Inventor應力分析在結果上可以提供的功能。

步驟 1.
在 Inventor 環境中先完成一個拉伸試驗片的模型設計如下圖尺寸的第 7 組：