【 前言 】
作者: 瑞其科技 蘇宏平 經理
近年來伺服器電腦朝向高密度發展，尤其在 AI 伺服器中，需要容納更多元件，如 CPU、GPU、記憶體和儲存裝置。為了滿足高效能運算 （HPC）需求，需要高速且穩定的資料傳輸，這使得線纜的數量隨之增加，並對線束的佈局和管理帶來極大的挑戰。
良好的線束佈局必須同時考慮多項限制與工程考量：
- 線束走向規劃：必須避免靠近高熱或高振動的區域。
- 最小彎曲半徑：必須符合導線與膠套的規格要求，以避免線束產生過度彎折或拉扯。
- 連接器位置：必須考慮裝配與維修的便利性和可達性。
- 固定點與夾具設計：固定點與夾具需設計得當，以防止線束鬆動或磨損。
而在 HyperWorks 的相關分析工具中，適合用來做這類線束模擬的工具有 MotionSolve 與 Radioss。
圖1. 伺服器線束布局挑戰
圖2. HyperWorks 相關分析工具
【 以 MotionSolve 模擬線束安裝 】
MotionSolve 採用多體動力學（MBD）方式來模擬線束的動作，是進行快速設計迭代的有力工具。適合用來模擬線束類型的元件，可選擇使用 PolyBeam 或 NLFE（Non Linear Finite Elements）建模。
圖3. MotionSolve 模擬線束元件
適用情境
特別適用於線束數量較少，且周邊元件皆可考慮為剛體的情況。
分析流程
建模流程涉及設定線束與機殼、以及線束之間的接觸偵測與接觸參數。接頭的移動軌跡可以透過設定動作 (motion) 來實現。
流程控制
不同接續的分析步驟，以及相關元件（如 Joints）的開啟或關閉，通常需要以 Script 進行控制。
然而，如果需要考慮多條線束纏繞所造成的預應力，MotionSolve在前處理設定時，多條線束之間的接觸對設定相對麻煩，也有可能遇到分析不易收斂的情況。
圖4. MotionSolve 模型簡介
圖5. 建立PolyBeam
圖6. 設定接頭移動軌跡
圖7. 分析結果之彎曲半徑檢視
【 以 Radioss 模擬線束安裝 】
Radioss 採用 FEM（有限元素法）的顯示積分方式進行計算，雖然計算時間可能相對較久，但能夠模擬更複雜的物理行為，尤其是在處理預應力問題時具有優勢。
優勢
Radioss 可以模擬較複雜的物理行為，並適用於線束數量多寡的任何情況。
動力鬆弛
Radioss 具有自動動力鬆弛（Dynamic Relaxation）功能，這對於需要應力釋放的組裝步驟非常有幫助，可以節省相當多的整體分析時間。
接觸設定
與 MotionSolve 相比，Radioss 在接觸設定上更便捷。它可以設定所有線束之間的自接觸（self-contact），使得線束之間或與其他物件之間的接觸判斷更為容易。
建模流程
Radioss 的全部模型建立與設定都可以在 HyperMesh 中完成。
圖8. 以 Radioss 模擬線束安裝
使用 Radioss 模擬線束安裝分析通常涉及多個接續步驟，包括組裝、應力釋放（Stress Relaxation）和接頭移動等階段。例如，分析可以模擬多條線束按照特定的安裝順序組裝，接著通過應力釋放階段消除暫態應力，最後模擬接頭在運行過程中的移動。最終分析結果除了動作軌跡外，還可以檢視線束的彎曲半徑，以確保設計符合規格要求
圖9. Radioss 線束模型簡介
圖10. Radioss 分析步驟說明
圖11. 線束組裝與應力釋放階段分析結果
圖12. 接頭 B 移動階段分析結果
圖13. 分析結果之彎曲半徑檢視
【 結論 】
MotionSolve 適用於需要快速模擬線束安裝軌跡，或在設計初期進行概念驗證時使用。它適合於結構相對簡單、線束數量較少的模型。
Radioss 則適用於需要深入瞭解線束組裝後的實際狀態，特別是當多條線束纏繞，涉及複雜接觸，並需要精確評估預應力對後續動作影響的關鍵分析。
透過掌握 MotionSolve 的快速 MBD 計算優勢，以及 Radioss 處理複雜物理行為和預應力的能力，分析工程師能協助設計者有效應對伺服器高密度化帶來的線束佈局挑戰。
圖14. 結論
