工程設計與CAE分析

結構剛性與強度分析

何謂剛性?

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剛性是表示結構抵抗變形的能力。

以車架為例，就是表現為抵抗變形的程度，是影響機車操控的關鍵之一。

剛性可透過分析軟體輸入負載以及邊界條件經過電腦運算後即可得到該結構的剛性。

變形量

何謂強度?

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強度則表示材料抵抗破壞的能力。藉由分析結果可以顯示該結構應力最大的位置，並且判斷是否超過使用材料的降服強度。

​應力分布

撞擊及損傷分析

車體結構的設計是在發生碰撞時保護乘客，許多安法規都要求進行汽車碰撞測試。例如：FMVSS和EC等。汽車發生碰撞時結構的防撞性以及頭部受傷標準（HIC）是評估汽車結構是否安全的依據。因此碰撞模擬對於汽車安全設計至關重要的。

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TOPU已發展了耐撞性和頭部傷害標準分析的專業能力。例如:建構建完整的汽車有限元素模型，並執行碰撞模擬和頭部/頸部受傷分析。 

​落下分析

完整的結構設計，必須透過模擬實際可能發生的情況，進而修改設計甚至重新設計以達到安全法規的要求。

安全帽就必須通過ECE R22.05的落下測試，可採用落下分析的方式取代實際測試，避免Try & error所耗的時間與成本

振動分析

結構受到衝擊或週期性負載時都會產生振動，振動分析普遍用來模擬及評估結構的動態響應，例如車輛行駛過凹凸不平處時，經由底盤系統傳至車身的瞬態響應可能會導致過載，因此會出現較高的應力和應變峰值。

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振動分析也可應用於結構的實驗模態分析，探討結構在自然頻率下的各個模態振型。

金屬成型分析

液壓成型是使用液壓製造金屬零件的最佳方法之一。管液壓成型（THF）和片材液壓成型（SHF）最常用於汽車，航空航天，電子和廚房行業。

液壓成型工藝為金屬零件提供了複雜的幾何形狀，其特性有輕巧，高剛度，強度和精確尺寸。

TOPU成功開發了THF和SHF技術，並製造了各種零件。模擬對於液壓成形的發展至關重要，尤其是在加載路徑設計，邊界條件，毛坯修整，模具設計和表面處理方面。TOPU可以為液壓成型開發提供出色的模擬，模擬厚度和原型厚度之間的精度為5％。

​疲勞分析

疲勞失效在載具開發中是不可或缺的一環，當載具結構處於週期性負載的狀態時，結構較弱的地方以及銲接處就有可能發生疲勞失效。因此可透過疲勞分析，找出失效位置進行補強或是設計變更。亦是用來預估結構的壽命。

TOPU採用LIMIT軟體進行疲勞分析，根據EN13814的測試規範，評估銲道的疲勞性。成功的幫助客戶獲得TÜV的設計認證

多體動力學與機構模擬分析

多剛體動力學用於模擬車輛/機械系統的動力學和動態。例如，可建立動態模型來模擬車輛的行駛和操縱，通過模擬獲得每個Joint的接合力，然後將其用於每個組件的進一步應力分析。

TOPU建立垃圾車動力學模型，以模擬垃圾的裝卸機理。在該項目中，對該機構進行了動力學仿真，以獲得每個關節的反作用力，然後使用加載條件對每個組件進行了應力分析。