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輕軌設計導入新科技!利用有限元素法模擬分析車體結構(上集!) 2022/04/28
技術大揭密 知識小百科
有限元素法是什麼呢?

有限元素法是什麼呢?

今天工頭要跟大家介紹一個有趣的新技術,幫助現代工業發展的很重要的原理那就是『有限元素法』。

有限元素法是什麼呢?有限元素法基本上是一種數值運算的方法,來協助運算解決傳統材料力學中不足的部分,在傳統材料力學中的相關計算,基本上都會假設物體為簡單形狀及均勻材質下的受力才得以計算,但在面臨科技日新月異,常常需要因應相關的機構設計,而要將物體設計為複雜形狀時或不同材質時,如何確保所設計出來的產品無應力集中或相關疲勞應力等問題?因此在生產前確保品質及耐用性,就需要導入有限元素法運算的數值分析。

以電腦軟體模擬方式去分析車體結構受力情形,有限元素法模擬軟體運算基礎,先將複雜形狀的物體透過切分網格的方式,切分為成千上萬個簡單的小方塊(所切分的網格數越多分析結果越精準),套用偏微分方程或積分方程等數學公式,對這些小方塊自動計算及加總,與以往學的力學計算模式相比更精準考量物體複雜外型,所得結果更能反映出實際發生情形。

▲圖說:模型套用網格範例(來源:車體結構有限元素分析報告)

▲圖說:模型套用網格範例(來源:車體結構有限元素分析報告)

對於有限對於有限元素法的應用原因有了初步了解後,下次會跟大家介紹實際淡海輕軌於生產組裝前,套用相關軟體運算結果!

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