第四章 個案之實驗與電腦模擬結果
4.2 實驗與電腦模擬結果之 1/3 倍頻譜三軸向圖
參考本文研究方法之各項結論 ，將基座模型以半剛性接頭與 彈性彈簧 支承作設定，並以其三軸向圖顯示模擬模型與實測基座面之比較。圖 4-1 至 圖 4-24 為模擬推估值與實測值之比較結果。實線為基座版面實測值，深色 虛線為有限元素軟體之模擬推估值，淺色長虛線為地板背景振動值。表 4-1 為各個案之斷面尺寸表。
表 4-1 個案基座斷面尺寸表(mm)
個
案平面尺寸(M)高度
(M)
梁 柱 斜撐 基座版1 3.225x2.045 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
2 3.025x1.935 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
3 2.1x2.862 1.8 H150X150X7X10 H150X150X7X10 H100X100X6X8 20mm 鋼板
4 3.195x2.96 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
5 1.715x2.6 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無25mm 鋼板
6 1.742x2.405 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
7 2.895x2.395 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
8 2.405x1.759 0.3 H250X125X6X9 Box125X125X9
無20mm 鋼板
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-1 個案 1 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-2 個案 1 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-3 個案 1 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
由以上個案 1 的三軸向圖可知，基座實測之頻率反應在 6Hz 以下振幅 有過高的趨勢。X 向之模擬推估值與基座面版實測值在主要放大地板背景 振動值之頻率範圍兩者有差異 ，推測可能基座模擬之支承位置與實際施工 位置有差異，造成預估之基座結構主要頻率有差異 。
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-4 個案 2 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-5 個案 2 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-6 個案 2 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-7 個案 3 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-8 個案 3 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
基座面版實測值 基座面版模擬推估值 地板背景振動值
由以上個案 3 之三軸向圖，在 X 向之基座模擬預估值與基座面版實測 值有差異，推估可能原因為基座所在為 Deck 型樓版，在有限元素垂直向靜 態剛度模擬上與實際值有差異 ，建議以動態剛度試驗代替靜態剛度模擬 值。在 Z 向上，地板背景振動值在 20 與 100Hz 左右大於基座面版實測值，
推測可能因為地板背景訊號量測點未在基座正下方所造成 。
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-10 個案 4 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-11 個案 4 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-12 個案 4 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
由以上個案 4 之三軸向圖，在 Z 向之基座模擬預估值與基座面版實測 值有差異，即放大地板背景振動值之 主要頻率範圍，推估值的主頻率值小 於實測值的主頻率值，推測可能基座模擬之支承位置與實際施工位置有差 異，造成預估之基座結構主要頻率有差異 。
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-13 個案 5 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-14 個案 5 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-15 個案 5 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
由以上個案 5 之三軸向圖，在頻率 100Hz 時 Z 向之基座模擬預估值大 於基座面版實測值，推測模擬所用之結構阻尼 與實際結構阻尼有差異，建 議後續針對基座之結構阻尼進行研究 。
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-16 個案 6 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-17 個案 6 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-18 個案 6 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-19 個案 7 X 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-20 個案 7 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-21 個案 7 Z 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
基座面版實測值 基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
圖 4-23 個案 8 Y 向實測值與有限元素模擬比較之三軸向圖 基座面版實測值
基座面版模擬推估值 地板背景振動值
1 10 100 1000 1E-006
1E-005 0.0001 0.001 0.01
10gal
1gal
0.1gal
0.01 gal 0.001
gal 0.0001
gal
1E-009 in 1E-008
in 1E-007
in 1E-006 1E-005 in
in 0.0001
in
Frequency(Hz)
Velocity(in/s)
VC-A
VC-B
VC-C
VC-D
VC-E
SPEC.
基座面版實測值 基座面版模擬推估值 地板背景振動值
由以上 8 個個案之實驗與模擬的比較結果顯示，透過同步量測實驗，
可以驗證目前模擬與邊界條件設定上 ，已經大略掌握結構主要振動頻率範 圍的振動行為上。因此，在基座設計時如果能先量得基座所在樓版之環境 背景訊號，則可以保守的取得基座完成後之桌面振動反應行為 。進而若是 得知未來安裝的精密設備的設備重量，只要將設備重量加載在已經建立之 有限元素模型上，方可得知最大的振動頻率，並且預測未來此頻率是否會 危及日後產品的製程與精度。