反觀美國「佔領華爾街」活動

　　主席認為美國佔領華爾街活動，甚而一度延燒到臺灣乃至全球各地，乃是一種勞動者忌妒資本家（富人）之行為，明顯缺乏對於相反觀點之體察和審視。若是嘗試要調整國家經濟體制，使其能夠更為公平地分配資產，對於人民而言並非是一件壞事。但是，資本家比勞動者更有能力能夠支配資本，讓資本投入較為正確有效率之用途上，方能夠讓國家具有較高之生產力。

　　有關於主席觀點之闡述，乃具體舉例做說明，例如：「資本家將資金投資在某公司，該公司在取得資金後做生產機具之購置，然後投入生產製造線之行列內，以擴大其製造商品之產能和效率，來間接提高國家整體之經濟生產力。」若是讓一位勞動者去分配資本做投資，其可能將資金投入錯誤之公司，不僅該公司未能有效率地運用該資金，甚而可能有資本無法回收致使血本無歸之嚴重後果。由此可見，資本家比勞動者更有能力分配資產，若是以層層關卡限制資本家之投資或利益回收行為，將導致資本家礙於投資行為之法律限制，而大幅降低資本原本應該具有之高流動性，導致許多公司無法獲得資金投入而未能擴大生產力，進而減緩國家總體經濟生產力及其經濟發展速度。

　　若是以客觀立場觀看美國佔領華爾街活動，顯露出人民本質上極其忌妒資本家之不滿心態，缺乏以具體公正之觀點來審視經濟體制。此外，美國佔領華爾街活動亦凸顯資本主義在落實上，具有許多過度寬鬆缺乏管制之任意性行為，因而導致資本主義缺點暴露衍生出人民之抵抗活動。主席建議臺灣在美國前車之鑑下，應該審慎評估經濟體制之管制，不僅要能夠進行有效和可行之管理和控制，同時不能夠過度使資本家畏懼或排斥於投資行為，否則將導致國家經濟發展不升反降之結果。

炮仔聲

　　近日，主席懷念起小時候玩炮仔，也就開始聽起臺語名曲《炮仔聲》。算一算也老大不小，已經有31歲了，卻遲遲未有合適的結婚對象，真不知道什麼時候才能夠結婚。之所以小時候愛玩炮仔，是因為主席愛聽炮仔聲，也就是炮仔的聲音。因此，小時候每當有其他小孩在玩炮仔，主席便會趕緊跑去觀看。在籌措炮仔金費需求下，主席經常找藉口跟媽媽要零錢，說是要到學校上學買東西吃，積累出一些錢後把錢投資在買炮仔。

　　主席除了買炮仔外，還會買祭拜用的香，然後以刀片將香表層刮除，之後以棉線沾油膠合香粉，來自我製造導火線。主席在沒有任何參考書之下，自行研發出數種導火線，並且將其做出不同用途之分類，例如：延緩導火線（沾香粉）、快速導火線（沾炮仔黑色粉末）、…等，並且能夠有效將炮仔同步引爆時間縮小在2秒以下。主席在拆解炮仔後，將黑色粉末（火藥）和少數黃色粉末（TNT）分別開來，並且製造出集合式和分散式膠囊式炮仔。在遇有要將炮仔放在水中引爆時，主席還會找塑膠管將導火線放於其中，然後將塑膠管導入水中的炮仔做引爆，以避免導火線被水沾濕而無法引爆炮仔。

　　主席在小學所學的數學十分有限，所以在繪製圖表方面僅懂得使用「直方圖」，以分別將炸藥量和爆炸破壞量化作為雙軸統計繪圖，並得出炸藥用量和破壞程度的相關基礎。在完成炸藥量圖表後，便可以根據需要決定炸藥量，並且得出相關經驗數據和方法以供日後參考。主席為了便於炸藥量化，因而創造出2種量化名詞─「撮」和「堆」。主席以拇指和食指一次能抓起的數量，將其定義為「1撮」，並以5撮的數量定義為「1堆」。舉例來說，主席當時認為的危險用量門檻是2堆3撮，該數量是表示13撮的用量，意思是要用拇指和食指連續抓13次的總量。在破壞程度量化方面，主席將其分為水下引爆排水高度、小石頭彈開距離、樹根爆裂寬度、金鐘回音大小、…等，作為以數字量化繪製於直方圖的具體參考根據。在炸藥量和破壞程度的統計結果上，已經可以將誤差控制在很小的範圍。

　　在小學階段，主席已經發現到一些爆炸現象，但是無法以學理來進行正確的解釋。在主席較為年長之後，該類問題逐一獲得解釋。主席在初中一年級時，由於父母離異自屏東遷徙至臺南，許多主席小時候研究的資料被丟棄或遺失。然而，主席不曾忘記小時候的一些想法，長大後仍積極努力於實現自我在小學的一些夢想。幾個月前，主席前往高雄夢時代搭乘摩天輪，就是在重新思考小時候的夢想。幾週前，主席在臺北美麗華搭乘摩天輪，則是就波動方程式運用於人造海嘯做思考。炮仔是主席小時候愛玩項目之一，實際上玩過的項目有數十項以上，僅是在以結婚為前提之下，聽起《炮仔聲》聯想起小時候玩炮仔的感覺。主席認為有興趣就要努力去追尋，在任何一個努力不懈的過程中，相信都能或多或少得到一些對來日有助益的想法。

勇氣（Bravery）

勇氣

黃慶民
2011年04月15日
摘要

　　「勇氣」是一種工程計算方法，屬於「理論解」而非數值解，能夠運用於模擬工程領域之問題，藉以作為工程設計之用途。

背景

　　在有限元素法被發明後，工程領域在發展工程計算方法上，已進入較為成熟穩健之階段。然而，有限元素分析結果卻往往不盡合於工程設計者之意，其分析結果之準確性仍在改進之中。「勇氣」是一種工程計算方法，屬於「理論解」而非數值解，能夠運用於模擬工程領域之問題，藉以作為工程設計之用途。「勇氣」工程計算方法之優點，在於工程師若能準確定義工程問題之變形曲線或變形曲面，將能夠用於求解任意工程問題。

　　有限元素法對於工程師之要求，乃是其對於工程問題必須有基本概念，方得以進行工程問題之有限元素分析。「勇氣」亦是需要工程師對於工程問題必須有基本概念，而且對於工程師之要求還高於有限元素法，因為工程師必須對於其分析之工程問題有相當程度之概念，亦即曾經看過類似工程問題之照片、影像或資料，幾乎能夠掌握工程問題之變形曲線和變形曲面，方能使用「勇氣」工程計算方法。

　　以有限元素法來說，若是工程師對於工程問題不具備基本概念，工程分析結果錯誤亦是不得而知，其問題乃是難以判斷是工程模型錯誤、邊界條件設置不當、元素選擇錯誤、網格生成不佳或有限元素軟體本身之問題。因此，「勇氣」雖然對工程師要求較高，但是其目的仍和有限元素法相同，即在於避免工程分析結果錯誤。簡單而論，有限元素法乃是「向後」推算結果，「勇氣」工程計算方法是「向前」推算結果。

理論

　　「勇氣」是一種工程計算方法，以預先給定之變形曲線或變形曲面方程式，在計算其各方向之軸應變和剪應變，再根據荷載之動能（a）或功（b）和物體應變能（c）建立等式，即可獲得理論能量等值公式。之後，透過數值方法求解方程式，以試誤法程序反覆計算欲求之尺寸變數，再藉由材料應力作為控制方程之依據，最終即可獲得尺寸變數之解。


理論推導範例

　　以下，以一高速球體撞擊圓板之計算為例，並為求精簡過程乃簡化理論推導。其中，衝擊動能得以動能公式表示為


　　假設圓板後側支撐物體為柔性實體，在經球體正向撞擊圓板後，圓板塑性變形曲線符合在均值μ=0之高斯分布曲線，在未經適當比例放大前，其塑性變形曲線方程式得表示為


　　在圓板產生塑性變形後，假設其中點容許產生之最大變形值為δ，則其比例放大倍數為


　　根據上式比例放大倍數，則圓板理論塑性變形曲線方程式得表示為


　　圓板塑性變形曲線得對dx作二次微分，以取得塑性變形曲線之曲率κ，並經求其倒數以取得其曲率半徑，則塑性變形曲線之曲率半徑得表示為


　　在不考慮正向壓縮圓板下，以相對保守方式對於整體應變能做取捨，而忽略壓縮應變ϵ_y對圓板提供之應變能貢獻。假設圓板中性軸距外緣y，在根據上式定義之曲率半徑ρ，並由於雙向對稱之應變相同，得定義其縱、橫向應變ϵ_x、ϵ_z為


　　圓板遭球體貫穿剪力應變，集中於球體之投影面上極小之區域，對於圓板其他區域之應變能貢獻極小，忽略球體之投影面區域剪應變之應變能貢獻。圓板在底材上、下表層，考慮蒸鍍高硬度之鈦合金化合物，以作為共同抵抗球體衝擊力之材料，得以使圓板產生良好之塑性變形。在上式定義之圓板雙向應變下，得定義圓板應變能為


　
　
　
　　
　　
　

　　根據上式之圓板應變能和球體衝擊動能，得建立等值公式理論表達式為


　　上式經整理後，得重新表示為


　　上式即為「球體撞擊圓板理論計算公式」，是一道以「試誤法」進行計算之公式。

數值範例

　　以下，舉例說明上述公式該如何求解，並為避免數值誤差，一律採用N和mm作為理論公式之計算。圓板之塑性變形曲線，得以σ=6之高斯分布曲線做模擬。以AK47、M16及.45手槍實測球體衝擊能量2460J、1796J及835J，作為圓板設計球體衝擊力之目標，則理論計算公式有關於動能之項次3m_c v_c^2=14760J、10776J、5010J=14760000、10776000、5010000Nmm。

　　若是徽章能夠有擋子彈之能力，將能大幅提升佩掛者之勇氣，因而以下乃設計一個擁有擋子彈能力之徽章。在預先給定條件下，徽章直徑為44mm（R=22mm），底材為鑄造用鈦合金Ti6Al4V，其彈性模數為E_i=113.8GPa，蒲松比為ν=0.342，降伏強度為σ_y=880MPa，上、下表層蒸鍍厚度c=8μm之碳化鈦（TiC），其彈性模數為E_o=448GPa，莫氏硬度為Mohs=9.5。在徽章厚度設計過程中，需要進行反覆修正，並且驗證子彈寬度範圍內之外緣應力值，是否已經達到降伏強度，以確保子彈尚未貫穿徽章。經過多次試誤後，得獲知以下三組計算數據：



　


　
　



　


　
　



　


　
　

　　經求解得出，AK47、M16及.45手槍之徽章厚度，分別為t=13.079mm、15.081mm、1.788mm。在計算例中可知，AK47子彈能量雖然較M16大，但是子彈寬度亦較M16大，以致於其實際貫穿徽章難度較高，是其最終貫穿徽章能力低於M16之主因。.45手槍主要用於近距離射擊，其子彈能量低和子彈寬度大，皆是其貫穿徽章能力遠低於步槍AK47和M16之主因。在合理之徽章厚度採用上，可能以.45手槍作為設計目標，即可達成提升勇氣之目的。在為確保徽章確實能有效抵擋子彈之衝擊力，得以真槍實彈進行射擊模擬，並透過統計回歸修正理論和實測之差距，以獲得更為完善之徽章擋子彈設計結果。

工程應用

　　「勇氣」在使用於原本即有塑性變形之材料時，例如：沖壓製程，則應該評估其塑性變形量和殘餘應力，以降低計算採用之容許應力值，否則將由於沖壓導致材料產生內部塑性變形，致使高估其設計強度造成設計失敗之結果。

　　「勇氣」得發展為工程軟體進行計算，以縮短工程師計算所需之時間。「勇氣」工程軟體得建立常用和手動建立之變形曲線和變形曲面模組，以供工程師快速建立工程問題之理論能量等值公式，再透過內建之數值方法做反覆之試誤法求解，即可獲得反推初始假設變數之結果。「勇氣」在獲得求解之結果後，再根據應變方程式來計算其各區塊之應變量和應力值，即可呈現畫面給工程師檢查和確認。變形曲線和變形曲面之定義，乃根據曲線或曲面衍生而得，並透過工具功能產生線條之方程式定義，即可準確定義變形曲線和變形曲面方程式。

結論

　　「勇氣」是一種工程計算方法，是以預先給定之物體變形曲線或變形曲面建立能量等值公式，來反推初始假設變數之計算方法。

符號列表

	球體衝擊動能（Nmm）		球體質量（g）
	球體速度（m/s）		功（Nmm）
	力（N）		位移（mm）
	球體寬度（mm）		圓板應變能（Nmm）
	圓板塑性變形曲線方程式（mm）		圓板理論塑性變形曲線方程式（mm）
	圓板塑性變形比例放大倍數，無單位		圓板塑性變形曲線參數（mm）
	圓板最大中點塑性變形量（mm）		圓板塑性變形曲線之曲率（mm^(-1)）
	圓板中性軸距外緣（mm）		圓板塑性變形曲線之曲率半徑（mm）
	圓板縱、橫向應變，無單位		圓板底板蒲松比，無單位
	圓板底板材料彈性模數（N/mm^2）		圓板蒸鍍材料彈性模數（N/mm^2）
	圓板設計半徑（mm）		圓板底板厚度（mm）
	圓板蒸鍍厚度（mm）

鈦合金強化混凝土（Titanium Reinforced Concrete）

鈦合金強化混凝土
黃慶民
2011年01月24日
摘要

　　鈦合金強化混凝土是一種新建築材料，使用於土木工程領域，乃以鈦取代鋼來強化混凝土，而得以提高混凝土之工作性能。

背景

　　在土木工程領域，鋼和混凝土之所能夠結合為一體，是由於兩者之熱膨脹係數接近，以致於能夠降低兩者結合後產生相互錯動之情形。鈦合金和混凝土之熱膨脹係數亦相當接近，並由於鈦有其高強度、質量輕及可塑性大之優越性能，得以作為取代鋼而和混凝土搭配為一體。

說明

　　以鈦合金取代鋼骨或鋼筋，以作為強化混凝土之結構設計建築材料。

權利要求書

1. 所述之鈦合金強化混凝土，根據鈦合金和混凝土之熱膨脹係數差異取其最大值為∆_α=5E-6/°C，在考慮混凝土彈性最大應變量ε_c=0.003之十分之一作為容許之錯動應變下，鈦合金強化混凝土至少能夠承受相較於施工溫度之±60°C以下之溫差。因此，若是以常溫20°C作為施工環境之溫度，並適當以添加冰水或冰塊於混凝土中，以有效控制混凝土澆鑄時產生之水化熱，則鈦合金強化混凝土所能承受之環境工作溫度為-40°C~+80°C，應屬於一般環境溫度所能容許之範圍。若是鈦合金強化混凝土所需之工作溫度可能低於-40°C，則需考慮於混凝土澆鑄時，降低混凝土之水化熱，或選擇於冬季施工。在結構設計上，可考慮將混凝土彈性最大應變量降低為ε_c=0.0027，以作為混凝土設計之標準。
2. 所述之鈦合金強化混凝土，得以複合材料理論計算樑、柱、版、牆及基礎之結構強度，或根據現有之鋼骨鋼筋混凝土結構設計規範之規定，進行結構構件強度之計算，並用以比較複合材料理論計算之結果，而後進行最終之結構斷面尺寸之定奪。
3. 所述之鈦合金強化混凝土，由於鈦合金之可塑性大，因而在以鈦筋取代鋼筋時，可適當提高最大鈦筋用量為ρ_max=0.75~0.85ρ_b，則可在擁有預警性下，尋求提高鈦筋用量以獲得較經濟之結構設計斷面。
4. 所述之鈦合金強化混凝土，由於鈦合金密度僅約為鋼之六成，具有減輕結構自重之用途，得於結構設計時，降低結構樑、柱之荷載，而能在結構設計時，獲得較小之設計斷面，對於整體用鈦量亦能適當減低。對於建築結構而論，結構自重低得減輕地震力，對於相同地表加速度而言，其地震力之大小正比於結構自重。因而，鈦合金強化混凝土得由於結構自重減輕，而能獲得較低之結構基底彎矩，相對能降低其結構設計之難度。
5. 所述之鈦合金強化混凝土，由於鈦合金擁有高強度之優點，適合用於搭配高性能混凝土，以進行超高層樓結構設計。
6. 所述之鈦合金強化混凝土，由於鈦合金之彈性模數乃約為碳鋼之55%，因而對於相同結構勁度和結構荷載而言，其所產生之位移量將約為碳鋼之1.8倍。因此，在對地震力或風力之結構動力分析時，需要特別就建築結構之結構側移量和層間位移角，以及大跨度或懸臂式樑或版之撓度做控制。在結構各樓層之配置上，可考慮以剪力牆去提高層間結構勁度，以降低層間位移角較大之樓層，或歸屬於設備層及配置較多機器或貨物之樓層。

自白

　　主席並非命好之人，多少喜歡讓他人誤以為如此，來祈求能夠自我滿足。在1992~1993年間，主席父親罹患精神病妄想症，首度被精神科醫師診斷得出，並且開始服用藥物進行治療，他一直自認為自己是神。1993年02月，主席父母離婚，並經臺灣屏東地方法院民事庭判決，將家中三個小孩之監護權全數判給母親。母親將家中三個小孩撫養成人，並且直到讓三人皆進入職場工作。父親文筆十分地好，早年當過文字記者，主席多少遺傳父親之優點。然而，主席父親一生之中都在找工作，對於主席個人之教養貢獻同比母親，約為其七分之一。自2004年08月起，主席每月匯款新臺幣1,500元給父親，並且匯款新臺幣10,000元給母親，以作為贍養雙親之費用。

　　主席不完全能夠適應強記背誦之考試方式，雖然主席在如此環境下能夠順利升學，但是在應考各階段升學考試時，皆碰巧沒遇到太多以強記背誦為主之考題。主席能夠升學順利，多少帶有些許運氣成分，然而卻在國家考試始終未能順遂。即便如此，主席仍然不為職場所淘汰，主要乃是秉持著儘快學習職場需要技能，以期能掌握職場所需之專業知識。舉例來說，主席在中央研究院期間（一年半），自院內計算中心、資訊科學研究所及臺北市立圖書館借出多本書籍閱讀；主席在松暉營造期間（半年），自行購買二本土木施工法書籍閱讀；主席在崨豹科技期間（5年），以公司公費購置四本書，並且個人購買十三本書，以供技術精進學習之用。成功沒有僥倖，主席在努力之時，他人或許沒有見到，但是亦無須刻意給他人知曉。

　　主席在2006年02月經父親要求就診前提下，經父親開車共同前往臺灣高雄縣大寮鄉慈惠醫院 ，經主治醫師初步診斷罹患精神病焦慮症。父親之所以選定就診醫院為慈惠醫院，是因為他是在1992年於該醫院被判定罹患精神病，而主席亦是同父親在該醫院被判定罹患精神病。主席第二次就診乃是搭乘火車自行前往，在抵達其所在地點「後庄火車站」後，驚覺該火車站地址為「民慶街9號」，倒過來看即是「救慶民」。主席原以為到精神病院就診是件壞事，當下即自我釋懷感到是件好事。一個月後，主席為求看診之便利性，乃易地轉診至臺灣臺南市北區成功大學附設醫院，經後來診斷為躁鬱症，並且已有換藥二次。主席和父親有類似之想法，主席父親自認為是神，而主席則是想要成為神。

　　家人對於主席乃是看破手腳，認為主席將來必將如同父親般成為「撿角」之人，因而會自我感到有被家人看不起之感。主席對此憂心忡忡，並且曾經找過算命師確認主席是否有發瘋之可能，經其解釋之結果是「不會」。即便算命師給主席一顆定心丸，主席仍然有些許不安之感，因而對於任何事物皆是秉持認真對待之觀念，以避免有思考邏輯錯誤以致於發展為精神錯亂之機會。主席自2004年開始工作後，歷經許多艱險、複雜、壓力、挫折、…等，然而主席至此仍然一件件挺身面對，並且已經算命師說：「最難走的那段路，你已經走過去了。」

　　主席認為父親說他已經是神不可能，因為缺乏可被世人感到具有不可思議或超乎常人之事。主席之目標乃是努力成為神，因為被世人供奉之神都曾經當過人，努力想成為神並非不可能。主席相信自己不同於父親，而是在實現妄想症之人所言之事，理當不應成為撿角之人。主席希望能夠獲得越來越多之讀者認同，因為「在臺灣乃至於全世界，應該鮮少有人能夠分辨主席和父親之差異。」

─ 主席要當神 ─

重申一個臺灣原則

　　是年01月02日，在主席首度提出一個臺灣原則（2011.01.02）後，引發社會各界熱烈討論。有鑑於一個臺灣原則之解釋不一，主席為求端正視聽，因而有意重申一個臺灣原則，特此發表重點講話。主席認為臺灣現況處於意識分裂狀態，亦從未有過相關議題之全國性公民投票，以商榷真實臺灣民意究竟為何，來用以具體凝聚民意做出抉擇。一個臺灣原則之具體意涵，乃是遵照《公民投票法》第30條第一項之規定辦理，以公民投票對於臺灣主權議題三項原則之中擇一，以過半數選票為核定通過門檻。因而，一個臺灣原則乃是就以下三項原則擇一，做為臺灣主權歸屬之具體落實方式：

1. 臺灣、澎湖、金門、馬祖及其周圍島嶼，歸屬於中華民國領土管轄；
2. 臺灣、澎湖、金門、馬祖及其周圍島嶼，歸屬於中華人民共和國領土管轄；
3. 臺灣、澎湖、金門、馬祖及其周圍島嶼，歸屬於獨立建國之國家。