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研究生： 陳建良
Chien-Liang Chen
論文名稱： 鐵路客車車廂結構體之應力與疲勞壽命分析
指導教授： 董基良
Ji-Liang Doong
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度： 88
語文別： 中文
論文頁數： 101
中文關鍵詞： 銲點疲勞 、疲勞壽命
外文關鍵詞： Finite Element
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    • 文中的分析方式主要是以Pro/MECHANICA軟體進行有限元素分析，並以FLES軟體分析疲勞壽命。本文的疲勞分析中，主要是在自然頻率下對車體疲勞及銲點的分布進行最佳化的評估，分析結果相信能為車廂設計提供有效的參考。

    總 目 錄 摘要i 誌謝ii 總目錄iii 表目錄v 圖目錄…………………………………………………………………...vi 壹、前言1 貳、理論說明3 2.1有限元素分析之理論3 2.1.1 有限元素求解步驟3 2.1.2 分析方法9 2.1.3 模態疊加法14 2.2 疲勞壽命分析之理論21 2.2.1 循環應力一應變曲線22 2.2.2 應變一壽命曲線24 2.2.3 主軸應變26 2.2.4 缺口應變分析26 2.2.5 循環計數26 2.2.6 疲勞破損準則與損傷累計28 參、分析方法及步驟30 3.1 車廂結構之特性30 3.2 分析項目31 3.3 設計規範33 3.4 靜態結構應力分析方法34 3.5 靜態結構應力分析步驟37 3.6 動態結構應力分析方法38 3.7 動態結構應力分析步驟40 3.8 應力試驗之參考42 3.8.1 水平荷重試驗42 3.8.2 垂直荷重試驗44 3.8.3 複合應力試驗44 3.8.4 自然頻率量測44 3.8.5 應力分析與試驗之結果45 肆、結果與討論46 4.1 垂直安全荷重46 4.2 水平衝擊負荷46 4.3 靜態合力荷重47 4.4 結構振動模態48 4.5 疲勞分析48 4.6 銲點疲勞分析49 伍、結論50 附件一 車廂之樑元素剖面規格52 參考文獻58 表目錄 表一 銲點分布狀況一之疲勞壽命60 表二 銲點分布狀況二之疲勞壽命60 圖目錄 圖1 車廂設計圖61 圖2 車廂之車頂圖62 圖3 車廂底座樑結構圖63 圖4 車廂底座全圖64 圖5 車廂之側牆圖65 圖6 車廂之端牆圖66 圖7 車廂底座加強梁結構圖67 圖8 車廂之薄板結構圖68 圖9 車廂之樑結構圖69 圖10 車廂之外側整體圖70 圖11 車廂之內側整體圖71 圖12 車廂之側視整體圖72 圖13 垂直荷重時之拘束條件73 圖14 水平衝擊荷重時之拘束條件74 圖15 車廂受垂直力之位移分析75 圖16 車廂受垂直力之應力分析76 圖17 車廂受垂直力之應變分析77 圖18 車廂受衝擊力之位移分析78 圖19 車廂受衝擊之應力分析79 圖20 車廂受衝擊力之應變分析80 圖21 車廂受靜態合力之位移分析81 圖22 車廂受靜態合力之應力分析82 圖23 車廂受靜態合力之應變分析83 圖24 車廂模態一之位移分析84 圖25 車廂模態二之位移分析85 圖26 車廂模態三之位移分析86 圖27 車廂模態四之位移分析87 圖28 0∼50Hz之應力-頻率圖88 圖29 受力頻率為6Hz之應力分析89 圖30 受力頻率為7Hz之應力分析90 圖31 7Hz受力之疲勞測試應變歷程圖91 圖32 車窗旁之銲點分析位置92 圖33 銲點分布狀況一93 圖34 銲點分布狀況二94 圖35 分布狀況一之銲點1受力後應變歷程圖95 圖36 分布狀況一之銲點2受力後應變歷程圖95 圖37 分布狀況一之銲點3受力後應變歷程圖95 圖38 分布狀況一之銲點4受力後應變歷程圖96 圖39 分布狀況一之銲點5受力後應變歷程圖96 圖40 分布狀況一之銲點6受力後應變歷程圖96 圖41 分布狀況一之銲點7受力後應變歷程圖97 圖42 分布狀況一之銲點8受力後應變歷程圖97 圖43 分布狀況一之銲點9受力後應變歷程圖97 圖44 分布狀況一之銲點10受力後應變歷程圖98 圖45 分布狀況二之銲點1受力後應變歷程圖98 圖46 分布狀況二之銲點2受力後應變歷程圖98 圖47 分布狀況二之銲點3受力後應變歷程圖99 圖48 分布狀況二之銲點4受力後應變歷程圖99 圖49 分布狀況二之銲點5受力後應變歷程圖99 圖50 分布狀況二之銲點6受力後應變歷程圖100 圖51 分布狀況二之銲點7受力後應變歷程圖100 圖52 分布狀況二之銲點8受力後應變歷程圖100 圖53 分布狀況二之銲點9受力後應變歷程圖101 圖54 分布狀況二之銲點10受力後應變歷程圖101

    1.劉近義,“世界鐵路鋁造車輛之發展”,台鐵資料月刊,1963.
    2.李澤昌, “六軸運動平台之系統動態模擬與結構強度分析”, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1998.
    3.R. R. Craig, Jr., Structural Dynamics: An Introduction to Computer Methods, Wiley, New York, 1981.
    4.R. W. Clough and J. Penzien, Dynamics of Structures, McGraw-Hill Book Company, New York, 1975.
    5.S. S. Mason, “Behavior of Material Under Conditions of Thermal Stress”, NACA TN-2933, National Advisory Committee for Aeronautics, Cleveland, 1954.
    6.L. F. Coffin Jr., “A Study of the Effects of Cyclic Thermal Stresses in a Ductile Metal”, ASME Transactions, Vol.16, pp.931-950, 1954.
    7.Y. Tomita and K. Okabayshi ﹐Metallurgical Transactions A, Vol.14A, pp.2387-2393, 1983.
    8.C. G. Salmon and J. E. Jonson, “Steel Structures-Design and Behavior”, Harper and Row Publishers, 1980.
    9.Willam Weaver, Jr. and Paul R. Johnston, Finite Elements for Structural Analysis﹐Prentice-Hall, Inc., 1984.
    10.J.E. Gibson, “Thin Shells-Computing and Theory”, 1980.
    11.R.W. Clough, and J.L. Tocher , “Finite Element Stiffness Matrices for Analysis of Plate Bending” Proc 2nd Conf. Mat. Meth. Struc. Mech. , AFIT, Wright-Patterson AF Base Ohio,1965.
    12.壽俊人,“漫談現有路線行車速度之提高”, 台鐵資料月刊, 1983.
    13.伍錚,“鐵路客車上下振動特性”, 台鐵資料月刊, 1964.
    14.吳水生,“車輛振動之評價及防治對策”, 台鐵資料月刊, 1973.
    15.壽俊仁,“乘坐舒適性之標準, 測定用儀器及其用例”, 台鐵資料月刊, 1984.
    16.S. P. Timoshenko, and J. M. Gere, “ Mechanics of Materials”, Litton Educational Publishing, Inc., 1972.
    17.W. W. Seto, “Theory and Problems of Mechanical Vibrations”, Schaum’s Outline Series, 1969.
    18.William T. Thomson , “Theory of Vibration with Applications”, 2nd Edition, 1981.
    19.J. G. Mather, “Draft Report on The Ride Tests Between Taipei-Kaohsiung of TRA 35 FPK Coaches on BREL BT 39 Bogies”, BREL, 1986.
    20.湯其烈, “電腦輔助銲接結構疲勞壽命之評估” 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1996.
    21.陳聖穎, “有限元素與疲勞壽命整合分析”, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1998.
    21.陳聖穎, “有限元素與疲勞壽命整合分析”, 國立中央大學機械研究所碩士論文, 1998.
    23.S. J. Maddox, “Fatigue Considerations in Welded Structures” ﹐Abington Publishing, second ed. 1991.
    24.V. N. Drew, “Fatigue Considerations in Welded Structure”, SAE Technical Paper No. 820695, S.A.E., Warrendale, PA, 1982.

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