高考申論題
108年
[汽車工程] 汽車底盤
第 一 題
📖 題組：
一四輪車輛，簧上質量（sprung mass）為 1800 kg，簧下質量（unsprung mass）為 180 kg，假設四個輪胎合併後之垂直剛性為 700 kN/m，四組彈簧合併後之等值垂直剛性為 90 kN/m，若忽略避震器阻尼，請計算：（每小題 10 分，共 20 分）
一四輪車輛，簧上質量（sprung mass）為 1800 kg，簧下質量（unsprung mass）為 180 kg，假設四個輪胎合併後之垂直剛性為 700 kN/m，四組彈簧合併後之等值垂直剛性為 90 kN/m，若忽略避震器阻尼，請計算：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
簧上質量之固有頻率（natural frequency, Hz）。
思路引導 VIP
看到此題，首先應辨識出這是無阻尼自由振動系統的頻率計算。在車輛動力學中，簧上質量的固有頻率主要由『懸吊彈簧剛性』與『簧上質量』決定，通常採用單自由度近似模型，直接套用公式 f = (1/2π)√(k/m) 即可求解。
小題 (二)
簧下質量之固有頻率（Hz）。
思路引導 VIP
這是一道經典的車輛動力學雙自由度（2-DOF）簡化計算題。求解「簧下質量固有頻率（車輪跳動頻率）」時，實務上通常將質量較大且低頻的簧上質量視為相對靜止。此時懸吊彈簧與輪胎對簧下質量的作用等同於並聯，將兩者剛性相加得到等效剛性後，代入無阻尼自然頻率公式即可求解。