車輛研究測試中心 工程分析中心 陳奕安

騎著機車在大街小巷趴趴走，實在是快意又方便，有時後一個人騎，有時候兩個人騎，有時候還…。我們所騎的機車每天要承受各種不同的乘載重量、不同的路面以及各種加速、轉彎、煞車、或快或慢等不同的反覆操作情況，而且機車也必須撐得夠久，才能跟得上消費者的期待。要滿足這麼多的要求，機車的設計開發工程師是如何做到的呢？在機車上市前，是如何確認可以符合消費者的期待呢？

舉例來說，若要開發一款新型機車上市，所設計的使用年限為10萬公里，那我們如何能得知在10萬公里行駛過程中，會不會因為長時間承受各種往復力量變形而發生結構疲勞破壞呢?最直接的方法當然就是在試車場實車路試，直接組裝好原型車在所設定的道路上行駛10萬公里，但這麼做至少要花好幾個月的時間，不但須先完成原型車，也要耗費許多人力與物力，而且路試人員的風險也較高，因此大多在產品設計開發最後階段，對產品耐久性做最終把關時才會使用。

另一種評估方式是在實驗室內，將機車架設在油壓缸所組成的測試平台上，並將在特定路段所路試量測的實車入力訊號，轉換為油壓缸的作動訊號，在實驗室內重現機車路試的受力情況。這種在實驗室以油壓缸反覆施力的方式，與在試車場實車路試相較，除了無路試人員的風險外，相對也可減少許多測試人力並縮短測試時間；但由於測試件須為原型車，因此一般都得在原型車製作完成後才能使用。

此外，還有一種可以在還未做出原型車的設計階段，以電腦模擬計算車體結構疲勞壽命的評估方式，只要將所設計的機車各個主要結構元件的形狀、尺寸、材料特性參數、各元件接合方式，以及所要行駛的路面形狀與行駛車速等資料，輸入電腦建立數值分析模型，運用結構計算軟體，即可計算出結構受力的變形、應力等數據資料，並以動畫方式呈現出來，使設計者可以很容易地掌握設計的優劣與調整設計的重點方向。
 

圖1即為模擬一簡易車架，於所設定的路面與車速行駛時，車架所反應的動態變形與應力歷程。

圖2則是將應力歷程輸入另一疲勞壽命計算軟體，所算出的結構各部位疲勞壽命，可以供設計者判斷是否符合設計要求，或再據以調整設計。

車輛中心建置有各種耐久測試道的試車場，也建置了實驗室路況模擬與電腦模擬計算的結構疲勞壽命分析能量，可以配合各式車輛設計開發各個不同階段的需要，交互搭配運用，解決開發過程中各種結構疲勞破壞的問題，提供業者完整的產品設計改善與測試開發驗證服務。雖然上市機車的耐久性都已經過了層層的把關確認，但是當您騎乘機車的時候，還是得切記不要超載，也不能超速哦。

若需要進一步瞭解相關內容細節，歡迎洽詢車輛中心 技術服務處 工程分析中心  陳奕安工程師  電話：04-7811222 分機3131   email：lostsky93@artc.org.tw