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國立臺灣海洋大學 系統工程暨造船學系 邱進東所指導 詹益欣的 桃園機場捷運扣件系統墊片破裂成因分析與探討 （2018），提出捷行輪胎北屯關鍵因素是什麼，來自於墊片、扣件系統、軌道、LS-DYNA。
桃園機場捷運扣件系統墊片破裂成因分析與探討
為了解決捷行輪胎北屯 的問題，作者詹益欣 這樣論述：
桃園機場捷運為國內首座連結台北交通心臟地帶與國際機場，同時也是目前正線最長的跨縣市聯外捷運系統，其路線坡度大、轉彎半徑小等特點皆是國內捷運設計的新挑戰。但於2012工檢時，發現鋼軌墊片凸緣有斷裂發生，因此於2015年進行全線調查，經統計後全線破損量為七千多片，另調查過程中，亦發現基鈑墊片於兩側螺絲孔附近有破裂，經統計有三千多片。本研究目的即是探討鋼軌墊片及基鈑墊片破裂之可能原因並研擬可行之改善方法。針對桃園捷運發生墊片破裂的現象，先進行現場調查，並對墊片進行材料試驗以獲得分析所需參數，然後以有限元軟體LS-DYNA建立鋼軌墊片的縱向滑移分析流程與基鈑墊片的應力分析流程，分析常溫與高溫時鋼軌縱
向位移、軌道負載、基鈑固鎖力對墊片產生的von Mises應力分布與位移量，並彙整不同溫度、載重下的計算結果，以探討歸納出墊片的破裂行為。依據模擬結果，當鋼軌因橋梁熱漲冷縮導致軸向位移時，鋼軌墊片將會隨之被帶出，並在列車週期性的負載下與金屬墊鈑產生連續接觸，並導致墊片於鼻端處的應力集中與無法復位的情況，最後導致鋼軌墊片鼻端處斷裂。基鈑墊片方面，初始條件依據SGS的錨定螺絲固鎖力實驗以得出不同扭力下安裝時的鎖力，負載條件以ER III Appendix 3中規範扣件系統測試之動態負載與計算得出轉彎半徑230米之軌道負載分別進行模擬並比較，得出當軌道側向負載過大、錨定螺栓的安裝鎖力較小時，對基鈑墊
片的應力響應與扣件的穩定上都有不利影響，對比模擬結果與墊片破裂型式，吻合程度非常高，且藉由比對常溫23℃與高溫60℃、70℃下的模擬結果，均顯示出高溫對墊片材料有不利的影響。最後依據模擬結果探討墊片破裂的原因，針對負載過程中容易產生應力的部件進行改進，改進模型包括：將與鋼軌墊片鼻端接觸部分的負荷墊鈑導圓角、加橡膠墊圈之基鈑墊片、兩片式加厚基鈑墊片，以相同條件計算兩種墊片最大應力，結果顯示改進後的應力與位移表現優於原扣件，說明以改進方案作為減少墊片破 裂的設計是有效的。