五、 有限元素分析結果與討論
6.2 未來研究方向
車輛行駛過程中會因不同方向振動源所造成之失效模式以及壽命會 有差異，而本文僅針對車燈較大之垂直向激振力作探討，然而，實際環境 中仍包含水平方向振動影響以及新的部件加入後之影響性仍須進一步作 探討，因此，未來車燈可延續研究之方向包含可依據此等效FEA模型，在 進一步探討因振動不同激振方向所造成之疲勞預測分析，並搭配實驗驗證 來獲得複合車燈材料之疲勞參數。其次，由於不同車燈內部結構會影響整 體結構響應，相對其失效情形會有所差異，故真實車燈結構下之振動行 為，應再考量如遠/近燈透鏡組、調整機構與燈泡等部件的組成與模型建 構，將會有更精確之車燈內部結構振動失效趨勢掌握。此外，可再進一步 導入實體車架結構模型，來進行時域振動響應分析預測以及疲勞分析探 討。
參考文獻
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附錄一 夾治具固定邊界自然模態分析設定程序
（1）直接由Altair HyperMesh建構實體模型（圖31），並進行網格建構。
（2）網格建立：於主面板下之【2D】功能選單，利用【automesh】選 單分別針對底板及4根支撐架進行網格分割（圖32），元素element 採用矩形quards薄殼元素特徵（表5）。
（3）接觸邊界條件（constraint）設定：底板與4根支撐架間各以2根螺 拴鎖附，分析上採以RBE2（rigid beam element）分別限制二物件 間之相對位移（DOF1~6=0），獨立（independent）鎖附中心分別 定義為支撐架之固定孔中心，另外，尚需考慮激振時避免接觸邊 界支撐不足，造成支撐架晃動現象，故支撐架底部周邊亦需強化 剛性連接（圖33），夾治具FEA接觸邊界設定如圖34所示。
（4）設定模態分析方法與參數：主面板下選擇【collectors】集合器功 能選單，建立（create）一負載集合器（loads collectors），並在card image選項下選擇EIGRL建立特徵值分析方法。在EIGRL設定內容 中，V1與V2（初始與最終分析頻率範圍）分別設定為1及500，
ND（頻率增加率）設定為10。
（5）設定模態分析程序：主面板下點選【subcase】功能選單，在分析 種類（type）項下選擇自然模態（normal modes），分析方法
（method）點選步驟（4）之EIGRL集合器。
（6）設定底板固定邊界條件：主面板中進入【Collectors】選單，點選
【load collectors】建立一負載集合器，點選【no card image】選項，
建立一個Constraints集合器。主面板下【Analysis】分析選單面板 中選擇【load types】負載種類子選單，點選【constraint】限制條 件選項，選擇【SPC】單點拘束選項，並返回【Analysis】選單中，
選擇【constraints】限制條件子選單，選擇【node】節點選項，其 中自由度DOF 1 ~ 6數值輸入0（無位移/無旋轉），並於圖35中點 選底板固定點，共計82處固定點。
附錄二 夾治具強制激振有限元素分析設定程序
（1）導入附錄一分析程序（1）之FEA模型。
（2）網格建立：於主面板下之【2D】功能選單，利用【automesh】選 單分別針對底板及4根支撐架進行網格分割（圖32），元素element 採用矩形quards薄殼元素特徵，並輸入相關材料參數，網格化後 元素資料如表5。
（3）底板上建立限制無相對位移及無相對旋轉限制條件：主面板中進 入【Collectors】選單，點選【load collectors】建立一Constraint 負載集合器。返回【Analysis】分析選單面板中選擇【load types】
負載種類子選單，點選【constraint】限制條件選項，選擇【SPC】
單點拘束選項。【Analysis】選單中，選擇【constraints】限制條件 子選單，選擇【node】節點選項，自由度DOF 1 ~ 6數值輸入為0
（無位移/無旋轉），於底板上點選與振動平台之固定點（圖35）
共82點。
（4）底板上建立垂直向強制位移限制條件：主面板中進入【Collectors】
選單，點選【load collectors】建立一 Force 負載集合器。返回
【Analysis】分析選單面板中選擇【load types】負載種類子選單，
選擇【constraint】限制條件選項，【force =】輸入 FORCE，【constraint
=】選擇【SPCD】強制位移拘束選項。【Analysis】選單中，選擇
【constraints】限制條件子選單，選擇【node】節點選項，自由度 DOF 2（y 座標定義為上下垂直方向）勾選，數值輸入為 1（定義 為 1g），於治具底板上點選與步驟（3）相同之固定點（圖 35）
共 82 點。
（5）建構一個強制激振之頻率分析範圍：主面板中進入【Collectors】
選單，點選【load collectors】建立一 EIGRL 負載集合器，點選
【card image】選項，選擇【EIGRL】選項，並進行 EIGRL 參數 設定，在【V1】及【V2】下分別輸入 5 及 500（分析頻率範圍 5~500Hz）。
（6）建構一個強制激振之頻率掃描方式：主面板中進入【Collectors】
選單，點選【load collectors】建立一 FREQ1 負載集合器，點選
【card image】選項，選擇【FREQ1】選項，並進行 FREQ1 參數 設定，在【F1】起始分析頻率輸入 5（起始 5Hz），【DF】頻率掃 描速度輸入 2（每次增加 2Hz）以及【NDF】總增加數量輸入 248
（最大 501Hz）。
（7）建構一個強制激振之頻率負載表：主面板中進入【Collectors】選 單，點選【load collectors】建立一 TABLED1 負載集合器，點選
【card image】選項，選擇【TABLED1】選項，並進行 TABLED1 參數設定，在【TABLEDE1_NUM=】選項下輸入 2（起始及終 止共 2 組頻率資料），而【x(1)】起始頻率輸入 5、【y(1)】起始 頻率放大倍率輸入 1、【x(2)】終止頻率輸入 500，以及【y(2)】
終止頻率放大倍率輸入 1。
（ 8 ） 建 構 一 個 強 制 激 振 之 動 態 頻 率 響 應 負 載 ： 主 面 板 中 進 入
【Collectors】選單，點選【load collectors】建立一 RLOAD2 負 載集合器，點選【card image】選項，選擇【RLOAD2】選項，
並進行 RLOAD2 參數設定，在【EXCITE ID】項下選擇前面程 序（d）建立之 Force 集合器，而【TB】項下選擇前面程序（7）
建立之 TABLED1 集合器，【TYPE)】點選【ACCE】為加速度形 式。
（9）建構一個強制激振之動態頻率響應分析方法：【Analysis】分析選
單面板中選擇【Subcase】建立一 Force_vibration 分析案例，【type】
項下點選【freq. resp(model)】，並勾選【SPC】、【DLOAD】、
【METHOD】以及【FREQ】選項；其中【SPC】要指引到程序
（3）項，【DLOAD】要指引到程序（8）項，【METHOD】要指 引到程序（e）項，【FREQ】要指引到程序（5）項。
（10）建立強制激振控制卡：【Analysis】分析選單面板中選擇【control cards】，點選【ACCELERATION】選項，【FORM】點選【PHASE】，
【OPTION】點選【SID】，【SID】選項下點選已設定之懸臂自由 端分析節點群組Node_output。點選【DISPLACEMENT】選項，
【DISP_FORM】點選【PHASE】，【DISP_OPT】點選【SID】，
在出現【SID】選項下點選同前述之分析節點群組Node_output。
點選【FORMAT】輸出格式選項，【number_of_formats =】輸入2，
在【FORMAT_V1】項下FORMAT分別點選【H3D】及【HM】
格式。點選【OUTPUT】輸出選項，【number_of_outputs=】輸入 1，在【KEYWORD】項下點選【HGFREQ】及在【FREQ】項 下點選【ALL】。點選【PARAM】輸出格式選項，【User Comments】
項下勾選【COUPMASS】及【G】，在【COUPM_V1】點選【YES】， 在【G_V1】項下數入0.01（系統阻尼係數），點選【HGFREQ】
及在【FREQ】項下點選【ALL】。
附錄三 車燈系統強制激振設定程序
1. 基座固定邊界設定：治具底板 model 上建立限制無相對位移及無相 對旋轉限制條件。
（1）主面板中進入【Collectors】選單。
（2）功能面板下選擇 create 狀態。
（3）點選【load collectors】建立一負載集合器，於【name =】項下輸 入 Constraint。
（4）點選【no card image】選項，並點選【create】。
（5）【Analysis】分析選單面板中選擇【load types】負載種類子選單。
（6）點選【constraint】限制條件選項，選擇【SPC】單點拘束選項。
（7）【Analysis】選單中，選擇【constraints】限制條件子選單。
（8）功能面板下選擇 create 狀態，選擇【node】節點選項，自由度 DOF 1~6 勾選，數值輸入為 0（無位移/無旋轉），於治具底板 model 上 點選與振動平台之固定點（圖 46）共 84 點。
（9）點選【create】。
2. 強制激振源設定：治具底板 model 上建立垂直向強制位移限制條件。
（1）主面板中進入【Collectors】選單。
（2）功能面板下選擇 create 狀態。
（3）點選【load collectors】建立一負載集合器，於【name =】項下輸
入 Force。
（4）點選【no card image】選項，並點選【create】。
（5）【Analysis】分析選單面板中選擇【load types】負載種類子選單。
（6）點選【constraint】限制條件選項，【force =】輸入 FORCE，【constraint
=】選擇【SPCD】強制位移拘束選項。
（7）【Analysis】選單中，選擇【constraints】限制條件子選單。
（8）功能面板下選擇 create 狀態，選擇【node】節點選項，自由度 DOF 2（y 座標定義為上下垂直方向）勾選，數值輸入為 1（定義為 1g）， 於治具底板 model 上點選與步驟 1 相同之固定點（圖 46）共 84 點。
（9）點選【create】建立選擇。
3. 強制激振頻率設定：建構一個強制激振頻率分析範圍。
（1）主面板中進入【Collectors】選單。
（2）功能面板下選擇 create 狀態。
（3）點選【load collectors】建立一負載集合器，於【name】項下輸入 EIGRL。
（4）點選【card image】選項，選擇【EIGRL】選項。
（5）點選【create】建立選擇。
（6）點選視窗左欄 Model 選單中 LoadCollectors 之 EIGRL 進行參數設 定，在【V1】及【V2】下分別輸入 1 及 500（涵蓋之分析頻率範
圍 1~500Hz）。
4. 強制激振掃頻速率設定：建構一個強制激振之頻率掃描方式。
（1）主面板中進入【Collectors】選單。
（2）功能面板下選擇 create 狀態。
（3）點選【load collectors】建立一負載集合器，於【name】項下輸入 FREQ1。
（4）點選【card image】選項，選擇【FREQ1】選項。
（5）點選【create】建立選擇。
（6）點選視窗左欄 Model 選單中 LoadCollectors 之 FREQ1 進行參數設 定，在【F1】起始分析頻率輸入 5（起始 5Hz）、【DF】頻率掃描 速度輸入 2（每次增加 2Hz）以及【NDF】總增加數量輸入 248（最 大 501Hz）。
5. 強制激振頻率分析範圍設定：建構一個強制激振之頻率負載表。
（1）主面板中進入【Collectors】選單。
（2）功能面板下選擇 create 狀態。
（3）點選【load collectors】建立一負載集合器，於【name】項下輸入 TABLED1。
（4）點選【card image】選項，選擇【TABLED1】選項。
（5）點選【create】建立選擇。
（6）點選視窗左欄 Model 選單中 LoadCollectors 之 TABLED1 進行參
數設定，在【TABLEDE1_NUM=】選項下輸入 2（起始及終止共 2 組頻率資料），而【x(1)】起始頻率輸入 5、【y(1)】起始頻率放 大倍率輸入 1、【x(2)】終止頻率輸入 500，以及【y(2)】終止頻率 放大倍率輸入 1。
6. 強制激振源設定：建構一個強制激振之動態頻率響應負載：
6. 強制激振源設定：建構一個強制激振之動態頻率響應負載：