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軌道工業在未來交通建設中佔有相當重的份量,包含高速鐵路及各大都市 的捷運系統。車輛在軌道上運動,由於快速的移動將對於軌道系統產生可 觀的振動,如何把振動降到最低,對軌道及車輛的壽命延長是最大的影響 ,對於乘坐的舒適性更為重要,同時可降低噪音對於環境的影響。從以前 的研究報告中得知,樑在彈性基底上的振動問題被廣泛地討論,而移動負 載對樑的動態響應有很大的影響。從前的研究大多侷限在Wink -ler型態 的彈性基底,而其缺點是基底的不連續(Discontinuous)特性,故本文引 進Pasternak型態的彈性基底以改善此缺點,使趨理想。雖然現今軌道與 軌道之間都留有間隙,以防止由於溫度升高而使得鐵軌產生熱膨脹而變形 ,但在本文中也考慮了當軌道受一軸向壓縮力時,移動負載對其動態響應 之影響。本篇論文使用連續模式,將鐵軌視為一無限長之Euler- Bernoulli樑,並分別以Winkler與Pasternak兩種型式的基底模型來模擬 枕木(sleepe -er)及道床(ballast)的彈性行為。針對軌道上負載在彈性 基底上移動時,探討軌道系統於穩態時的側向位移( deflection ),彎 矩( bending )側向位移( deflection ),彎矩( bending moment ),剪 切力(shear force)分佈的情形。 由於移動負載問題同時涉及到時間及位 移項,本文利用Fryba介紹的移動座標系統,將位移及時間的函數V(x,t) ,轉換成一個無因次數的函數V(s)。第一部份是就各種不同的負載移動參 數和阻尼參數組合的情況下,利用傅立葉積分轉換(Fourier integral transformation)及柯西殘數定理(Cauchy's residue theorem),求解並 討論移動負載對俱Winkler型態和Pasternak型態彈性基底樑之 位移、彎 矩、剪切力分佈影響。第二部份則加入了軸向壓縮力考量,比較在這種考 量下,無限長樑在 Winkler基底上受移動負載作用的動態響應問題,並就 各種不同的負載移動參數和阻尼參數組合的情況下來加以分析軌道系統穩 態時的位移( deflect ion ),彎 矩( bending moment ),剪切力( shear force)分佈的情形。
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