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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 機械工程學系
請用此 Handle URI 來引用此文件: http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/88948
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dc.contributor.advisor盧中仁zh_TW
dc.contributor.advisorChung-Jen Luen
dc.contributor.author薛為維zh_TW
dc.contributor.authorWei-Wei Xueen
dc.date.accessioned2023-08-16T16:29:19Z-
dc.date.available2023-11-09-
dc.date.copyright2023-08-16-
dc.date.issued2023-
dc.date.submitted2023-08-08-
dc.identifier.citation[1] S. Timoshenko, "Method of analysis of statical and dynamic stress in rail," in Proceedings of the Second International Conference for Applied Mechanics, Zurich, Switzerland, 1926, pp. 422-435.
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/88948-
dc.description.abstract隨著高速鐵路的快速發展,軌道在列車經過後產生的變形與振動開始受到人們的關注。列車在軌道上行進的動力學屬於經典的“移動載荷問題”,過去在此領域的研究多為探討移動載荷速度低於臨界速度的反應,本論文主要研究受無張力黏彈性基底支撐的彈性樑,受到過臨界速度的移動集中力所產生的變形。無張力基底的重要特性是樑和基底可能分離,因此我們先定義接觸條件,再以分段匹配法求得平衡解。非線性系統所得的平衡解可能不唯一,在此以特徵值分析與動態分析檢查平衡解的穩定性。當集中力的移動速度大於一臨界值時,系統沒有穩定的平衡解,這個臨界值稱為臨界速度。臨界速度會隨著集中力、阻尼比等因素改變大小。本論文得到阻尼比為0.3時,臨界速度和集中力大小的關係曲線。當集中力移動的速度超過臨界速度時,樑的穩態行為可能為週期解。我們詳細討論了可能發生週期解的條件和週期解的特性。zh_TW
dc.description.abstractWith the rapid development of high-speed railways, the deformation and vibration of tracks caused by passing trains have become a matter of concern. The dynamic behavior of trains traveling on tracks belongs to the classical "moving load problem." Previous research in this field mainly focused on studying the response when the speed of the moving load is below the critical speed. In this paper, we primarily investigate the deformation of an elastic beam supported by a tension-free viscoelastic foundation subjected to a moving concentrated force exceeding the critical speed.A significant characteristic of the tension-free foundation is the potential separation between the beam and the foundation. Therefore, we first define the contact conditions and then obtain the equilibrium solution using the segmented matching method. The equilibrium solution of a nonlinear system may not be unique, so we analyze the stability of the equilibrium solution through eigenvalue analysis and dynamic analysis.When the speed of the moving force exceeds a critical value, the system does not have a stable equilibrium solution, and this critical value is referred to as the critical speed. The critical speed is influenced by factors such as the magnitude of the concentrated force and the damping ratio. In this study, we obtain the relationship curve between the critical speed and the magnitude of the concentrated force with a damping ratio of 0.3. When the speed of the concentrated force surpasses the critical speed, the beam's steady-state behavior may become a periodic solution. We extensively discuss the conditions and characteristics of the potential periodic solutions.en
dc.description.provenanceSubmitted by admin ntu (admin@lib.ntu.edu.tw) on 2023-08-16T16:29:19Z
No. of bitstreams: 0
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2023-08-16T16:29:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0en
dc.description.tableofcontents致謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 導論 1
第二章 理論分析 4
2.1 理論模型 4
2.1.1 無張力基底 5
2.2 運動方程式 5
2.2.1 無因次化過程 6
2.2.2 移動坐標系 6
2.3 雙凸起平衡解 7
2.3.1 接觸區分析 8
2.3.2 非接觸區分析 10
2.3.3 連續條件 11
2.3.4 邊界條件 12
2.3.5 分隔點接觸條件 12
2.3.6 Newton-Raphson法 13
2.4 單凸起平衡解 15
2.5 穩定性分析 16
2.5.1 有限長樑 16
2.5.2 特徵值分析 17
2.5.3 動態分析 21
2.6 不考慮接觸力指標的接觸條件 26
第三章 結果與討論 27
3.1 平衡解 27
3.1.1 雙向線彈性基底 27
3.1.2 雙向黏彈性基底 29
3.1.3 無張力黏彈性基底 31
3.2 特徵值分析 35
3.3 動態分析 38
3.3.1 收斂性測試 38
3.3.2 穩定性分析 40
3.4 週期性解 43
3.5 接觸條件未考慮接觸力指標結果 53
第四章 結論 55
參考文獻 57
附錄目錄 59
附錄A 接觸條件簡化推導 60
附錄B 單凸起變形推導 64

圖目錄
圖 2-1 彈性樑在連續分布的黏彈性基底上受等速移動集中力P示意圖 4
圖 2-2 彈性樑在無張力基底上受移動集中力作用後的雙凸起平衡解 8
圖 2-3 接觸區與非接觸區分隔點示意圖 13
圖 2-4 彈性樑在無張力基底上受移動集中力作用後的單凸起平衡解 15
圖 2-5 樑的位移與接觸力指標關係圖 20
圖 2-6 接觸區域判斷方式 24
圖 2-7 Newmark method流程圖 26
圖 3-1 不同作用力下的平衡變形(v=0.5) 28
圖 3-2 無阻尼時受力點處位移與速度關係圖(P=100) 28
圖 3-3 不同移動速度下的平衡變形(P=100) 29
圖 3-4 不同作用力下的平衡變形(v=0.5、c=0.3) 30
圖 3-5 不同移動速度下的平衡變形(P=100、c=0.3) 30
圖 3-6 不同阻尼時受力點處位移與速度關係圖(P=100) 31
圖 3-7 不同初始猜值下的平衡解(P=100、v=√0.2、c=0.3) 32
圖 3-8 平衡變形隨移動速度變化的情形(P=100,c=0.3) 33
圖 3-9 平衡變形隨作用力變化的情形(v=0.47,c=0.3) 33
圖 3-10 受力點位移和集中力大小關係圖(v=0.47,c=0.3) 34
圖 3-11 受力點位移和移動速度關係圖(P=100,c=0.3) 35
圖 3-12 臨界速度和集中力的關係圖(c=0.3) 36
圖 3-13 最大特徵值實部、虛部與移動速度關係圖(P=100、v_c=0.478、c=0.3) 37
圖 3-14 最大特徵值實部、虛部與集中力關係圖(v=0.47、P_c=106、c=0.3) 38
圖 3-15 不同時間步長下受力點位移歷時圖(P=80、v=0.508、c=0.3) 39
圖 3-16 不同時間步長下受力點位移歷時圖(P=80、v=0.508、c=0.3) 39
圖 3-17 不同時間步長下受力點位移歷時圖(P=15、v=0.8、c=0.3) 40
圖 3-18 初始位移為4種平衡解的受力點位移歷時圖(P=100、v=√0.2、c=0.3) 42
圖 3-19 臨界速度與集中力關係圖(c=0.3) 43
圖 3-20 受力點位移歷時圖(P=100,v=0.478、c=0.3) 44
圖 3-21 受力點位移歷時圖(P=15,v=0.79、c=0.3) 44
圖 3-22 受力點位移、p_1位移與p_2位移和v關係圖(P=15,v_c=0.786、c=0.3) 45
圖 3-23 不同移動速度下,受力點位移歷時圖(P=15、c=0.3) 46
圖 3-24 不同v的相位圖比較 47
圖 3-25 週期與v關係圖(P=15、c=0.3) 48
圖 3-26 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.79) 48
圖 3-27 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.8) 49
圖 3-28 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.81) 49
圖 3-29 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.82) 50
圖 3-30 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.83) 50
圖 3-31 頻譜圖(P=15、c=0.3、v=0.84) 51
圖 3-32 基頻與移動速度關係圖(P=15、c=0.3) 51
圖 3-33 兩種臨界速度與集中力關係圖(c=0.3) 53
圖 3-34 不同接觸判別條件下臨界速度與集中力關係圖(c=0.3) 54
圖 3-35 不同接觸判別條件下臨界速度與集中力關係圖(c=0.5) 54

表目錄
表 3-1 四個平衡解的最大特徵值實部 35
表 3-2 不同平衡解的動態行為結果(P=100、v=√0.2、c=0.3) 41
表 3-3 不同移動速度下一週期內的波形 52
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dc.language.isozh_TW-
dc.title受無張力黏彈性基底支撐的無限長樑在過臨界速度移動負載下的週期解zh_TW
dc.titlePeriodic Solutions of an Infinitely Long Beam Supported by a Tensionless Viscoelastic Foundation Subjected to a Point Load Moving at Supercritical Speedsen
dc.typeThesis-
dc.date.schoolyear111-2-
dc.description.degree碩士-
dc.contributor.oralexamcommittee盧南佑;田孟軒zh_TW
dc.contributor.oralexamcommitteeNan-You Lu;Meng-Hsuan Tienen
dc.subject.keyword無張力黏彈性基底,微擾法,週期性解,zh_TW
dc.subject.keywordtensionless viscoelastic foundation,perturbation method,periodic solutions,en
dc.relation.page66-
dc.identifier.doi10.6342/NTU202303570-
dc.rights.note同意授權(限校園內公開)-
dc.date.accepted2023-08-10-
dc.contributor.author-college工學院-
dc.contributor.author-dept機械工程學系-
顯示於系所單位:機械工程學系

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