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研究生: 陳威誌
陳威誌 Chen, Wei-Chih
論文名稱: 捷運軌道車輛剛柔耦合動態性能分析之研究
A Study on Rigid-Flexible Coupling Dynamic Performance Analysis of the Mass Rapid Transit Vehicle
指導教授: 陳勇全
陳勇全 Chen, Yang-Chuan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 車輛工程系所
Department of Vehicle Engineering
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 187
中文關鍵詞: 剛柔耦合模型捷運軌道車輛SIMPACK脫軌係數輪重減載率磨耗深度接觸壓力臨界速度
外文關鍵詞: Rigid-Flexible Coupling Model, MRT Vehicle, SIMPACK, Derailment Coefficient, Rate of wheel Load Reduction, Wear Depth, Contact Pressure, Critical Speed
DOI URL: http://doi.org/10.6346/NPUST202000355
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  • 摘 要 I
    ABSTRACT II
    謝 誌 IV
    目 錄 V
    表 目 錄 X
    圖 目 錄 XVI
    符 號 索 引 XXIII
    第 1 章 緒論 1
    1.1前言 1
    1.2文獻回顧 2
    1.2.1柔性體與剛體模型差異之相關研究 3
    1.2.2不同軌道不平整之相關研究 3
    1.2.3不同速度之相關研究 4
    1.2.4不同懸吊參數之相關研究 5
    1.2.5臨界速度之相關研究 5
    1.3研究目的 6
    1.4組織與章節 6
    第 2 章 研究方法 7
    2.1子結構理論 9
    2.2軌道不平整 12
    2.2.1功率頻譜密度 12
    2.2.2美國軌道譜 14
    2.2.3德國軌道譜 16
    2.2.4中國軌道譜 16
    2.3脫軌係數 18
    2.3.1 Nadal標準 18
    2.3.2 Weinstock標準 20
    2.4輪重減載率 20
    2.5 輪軌赫茲接觸理論 24
    2.6車輛臨界速度穩定性理論 28
    2.7 輪軌磨耗基礎與理論 28
    2.7.1 Archard理論 31
    第 3 章 SIMPACK捷運軌道車輛模型之建立 33
    3.1 SIMPACK多體動力學介紹 33
    3.2 參考捷運轉向架之介紹 35
    3.2.1輪對 35
    3.2.2轉向架框架 35
    3.2.3主懸吊系統 37
    3.2.4次懸吊系統 37
    3.3 參考捷運軌道車輛多剛體動力學模型之建立 39
    3.3.1剛體輪對模型之建立 42
    3.3.2剛體轉向架模型之建立 42
    3.3.3簡易車廂剛體模型之建立 42
    3.3.4捷運軌道車輛多剛體模型建立之流程 42
    3.4捷運軌道車輛剛柔耦合模型之建立 48
    3.4.1 ABAQUS柔性體子結構分析之流程 48
    3.4.2 SIMAPCK車輛剛柔耦合建模之流程 50
    3.4.3柔性輪對模型 53
    3.4.4柔性轉向架模型 53
    (a)柔性軸承箱模型 53
    (b)柔性牽引拉桿模型 58
    (c)柔性轉向架模型 58
    3.4.5簡易剛體車廂模型 62
    3.4.6捷運車輛剛柔耦合多體動力學模型之建立流程 62
    3.4.7軌道路線 62
    3.4.8軌道不平整 62
    3.4.9 列車行駛速度模型 62
    第 4 章 捷運軌道車輛參數分析 69
    4.1捷運軌道車輛模型之驗證 71
    4.1.1靜平衡預負載驗證 71
    4.1.2側向加速度驗證 73
    4.1.3輪軌接觸壓力驗證 78
    4.1.4鋼輪磨耗驗證 78
    4.2剛體與柔性體模型對捷運軌道車輛動態性能比較之差異 81
    4.2.1脫軌係數 81
    4.2.2輪重減載率 81
    4.2.3臨界速度 88
    4.3捷運軌道剛柔耦合車輛動態性能之影響 88
    4.3.1脫軌係數 88
    4.3.2輪重減載率 111
    4.3.3鋼輪磨耗 117
    4.3.4鋼輪磨耗預估 132
    4.3.5臨界速度 136
    4.4不同懸吊參數對捷運軌道車輛動態性能之影響 139
    4.4.1不同主懸吊參數對脫軌係數之影響 139
    4.4.2不同空氣彈簧參數對脫軌係數之影響 144
    4.4.3不同主懸吊參數對輪對A輪重減載率之影響 148
    4.4.4不同空氣彈簧懸吊參數對輪對A輪重減載率之影響 148
    4.4.5不同主懸吊參數對1號鋼輪磨耗之影響 151
    4.4.6不同空氣彈簧懸吊參數對1號鋼輪磨耗之影響 154
    4.4.7不同主懸吊參數對臨界速度之影響 157
    4.4.8不同空氣彈簧懸吊參數對臨界速度之影響 157
    4.5捷運軌道車輛懸吊參數最佳化動態性能分析 162
    4.5.1懸吊參數最佳化之分析 162
    4.5.2脫軌係數 166
    4.5.3輪重減載率 171
    4.5.4輪軌磨耗 171
    4.5.5臨界速度 176
    第 5 章 結論與未來展望 178
    參考文獻 180
    作者簡介 187

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    2025/08/03
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