本书系统而全面地阐述了作者提出的车辆—轨道耦合动力学理论及其在现代铁路工程中的应用实践。全书共十九章，分上、下两册。上册（前十章）完整论述了车辆—轨道耦合动力学的理论体系，包括学术思想、理论模型、求解方法、仿真方法、试验方法及评价方法等；下册（后九章）介绍车辆轨道耦合动力学的工程应用，以机车车辆与线路动态性能匹配设计为主线，重点围绕机车车辆与轨道结构动态相互作用安全问题，紧密结合中国铁路发展实际，全面阐述该理论在现代高速铁路、重载铁路、提速铁路及城市地铁工程中的应用概况，并选取一系列典型工程应用实例予以介绍。
样章试读
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第一版序
前言
第十一章 机车车辆与线路动态性能最佳匹配设计原理和准则 255
11.1 机车车辆与线路动态性能匹配设计理念 255
11.2 机车车辆与线路动态性能最佳匹配设计原理 256
11.3 机车车辆与线路动态性能最佳匹配设计方法 257
11.3.1 基于最佳匹配设计原理的机车车辆动态设计方法 257
11.3.2 基于最佳匹配设计原理的线路动态设计方法 258
11.4 机车车辆与线路动态性能最佳匹配设计准则 258
11.4.1 机车车辆的低动力作用设计准则 259
11.4.2 轨道结构的低动力作用设计准则 262
参考文献 267
第十二章 列车提速对线路的动力影响及其对策 268
12.1 我国既有铁路列车提速概况及其意义 268
12.2 既有铁路列车提速给线路带来的动力问题 271
12.3 提速线路道岔处轮轨冲击作用问题及其对策 271
12.4 提速线路钢轨焊接区不平顺的动力效应及其控制 274
12.5 提速线路路桥连接段的动力问题及其对策 277
12.6 提速列车车轮擦伤对线路的动力影响及其对策 279
12.7 200～250km/h提速线路轨道几何不平顺的安全控制研究 280
参考文献 283
第十三章 高速铁路车辆与轨道的动态相互作用 285
13.1 高速铁路及其在中国的发展 285
13.1.1 世界高速铁路及其发展 285
13.1.2 中国高速铁路的发展 287
13.2 高速铁路车辆与轨道垂向动态相互作用特征 289
13.2.1 高速铁路轮轨冲击振动响应特征 289
13.2.2 高速行车条件下偏心轮的动态效应 291
13.2.3 高速列车车轮不圆引起的轮轨动力作用及其控制 291
13.2.4 高速铁路钢轨波浪形磨耗引起的轮轨动力作用特征 293
13.3 高速铁路车辆与轨道横向动态相互作用特征 296
13.3.1 列车运行速度对轮轨横向动态作用性能的影响 296
13.3.2 曲线参数对高速列车与轨道横向动态相互作用性能的影响 297
13.4 高速铁道车辆簧下质量的动力学效应及控制 300
13.5 高速列车与轨道过渡段的动态作用问题及技术对策 304
13.5.1 高速铁路轨道过渡段常用技术方法 305
13.5.2 高速铁路轨道过渡段结构设计方案 305
13.5.3 高速铁路轨道过渡段长度的理论设计 306
13.5.4 高速铁路轨道过渡段折角的控制标准 307
13.6 高速行车条件下轨道几何不平顺的敏感波长问题 309
13.6.1 分析方法与分析对象 309
13.6.2 高速铁路轨道几何不平顺波长对行车动力性能的影响规律 310
13.6.3 高速铁路轨道几何不平顺的敏感波长分析 311
参考文献 316
第十四章 重载铁路车辆与轨道的动态相互作用 317
14.1 关于我国重载铁路运输及货车大型化问题 317
14.2 大型重载货车对线路的动力影响 319
14.3 减轻大型重载货车对线路动为作用的基本途径 321
14.3.1 减轻大型重载货车对线路动力作用的两种途径 321
14.3.2 英国低动力作用軍载货车LTF的成功经验 322
14.4 我国新型重载货车设计及其轮轨动力性能评价 324
14.4.1 SWJ转向架方案及轮轨动力作用性能预测与评价 324
11.4.2 我国20t轴重低动力作用货车转向架的研制 327
14.4.3 我国30t轴重货车轮轨动力作用分析 330
14.5 重载铁路曲线钢轨侧磨问题及其对策 335
14.5.1 重载铁路曲线段钢轨的磨耗问题 335
14.5.2 基于轮轨动态相互作用的曲线段钢轨非对称打磨型面设计原理 337
14.5.3 钢轨非对称打磨型而设计原理的数值实现 341
14.5.4 工程实践及其效果 346
参考文献 350
第十五章 山区铁路小半径曲线轮轨动态相互作用 352
15.1 我国山区铁路小半径曲线轨道动力问题 352
15.2 山区铁路小半径曲线轮轨相互作用特征 353
15.2.1 静态轮轨接触几何特征 355
15.2.2 轮轨动态相互作用特征 356
15.3 山区铁路小半径曲线安全改造对策及实践效果 359
15.3.1 强化前后轮轨动力性能的理论分析 359
15.3.2 强化前、后轮轨动力性能的现场试验分析 364
15.3.3 工程应用实践效果 367
参考文献 368
第十六章 地铁线路轮轨动态相互作用 369
16.1 地铁线路的特点及其动力学问题 369
16.1.1 地铁轨道结构的特点 369
16.1.2 地铁线路的动力学问题 381
16.2 地铁线路钢弹簧浮置板轨道的动力特性及减振适用性分析 383
16.2.1 钢弹簧浮置板轨道的自振特性 383
16.2.2 浮置板下钢弹簧支点力的特性 387
16.2.3 钢弹簧浮置板轨道的适用性分析 392
16.3 地铁线路钢轨焊接接头区的轮轨动力问题及其对策 398
16.3.1 地铁线路钢轨焊接接头不平顺实测结果及分析 399
16.3.2 地铁线路钢轨焊接接头不平顺引起的轮轨动力响应特征 400
16.3.3 地铁钢轨焊接不平顺参数对轮轨动力响应的影响 402
16.3.4 轨道弹性对焊接区轮轨动力作用的影响 403
16.4 地铁线路极小半径曲线的行车安全分析评估 407
16.4.1 极小半径曲线地铁行午安全性分析评估 407
16.4.2 小半径复曲线地铁行车安全性研究 412
参考文献 415
第十七章 车辆—轨道耦合动力学在行车安全研究中的应用 417
17.1 车辆—轨道耦合动力学在线路不平顺安全限值研究中的应用 417
17.1.1 轨道几何不平顺安全限值的理论分析方法 418
17.1.2 轨道方向不平顺安全限值分析 418
17.1.3 轨距不平顺安全限值分析 419
17.1.4 轨道高低不平顺安全限值分析 420
17.1.5 轨道水平不平顺安全限值分析 420
17.1.6 轨道三角坑不平顺安全限值分析 421
17.1.7 轨道复合不平顺安全限值分析 422
17.2 车辆—轨道耦合动力学在列车通过道岔安全性评估中的应用 425
17.2.1 机车车辆侧向通过12号提速道岔时运行安全性分析 425
17.2.2 行车速度对机车车辆侧向通过道岔安全性的影响 426
17.2.3 评估结论 427
17.3 车辆—轨道耦合动力学在脱轨评判研究中的应用 427
17.3.1 现行脱轨评判标准及其缺陷 428
17.3.2 根据车轮抬升量判定车辆脱轨的原理 433
17.3.3 单轮对脱轨仿真研究 434
17.3.4 整车脱轨仿真研究 440
17.3.5 评判车辆脱轨的新准则 442
17.4 车辆—轨道耦合动力学在重载列车脱轨研究中的应用 445
17.4.1 车钩纵向压力作用下车体的受力分析及振动方程 446
17.4.2 车钩大自由摆角状态下的轮轨动态相互作用性能分析 448
17.4.3 车钩自由摆角对承载机车运行安全性的影响及其安全设计 449
参考文献 451
第十八章 车辆—轨道耦合动力学在机车车辆设计中的应用 453
18.1 提速客运机车SS7E动力性能改进设计 453
18.1.1 工程背景 453
18.1.2 SS7E原型机车横向异常振动现象的理论模拟 453
18.1.3 改进SS7E机车横向振动性能的技术方案研究 455
18.1.4 改进设计后SS7E提速机车的实际效果及运用情况 457
18.2 时速200km天梭号电力机车动力性能优化设计 459
18.2.1 天梭号机车动力学参数优化设计 459
18.2.2 天梭号机车动力性能仿真预测与评估 461
18.2.3 天梭号机车对线路动力作用分析评估 463
18.2.4 天梭号机车实车运行试验考核结果 465
18.3 新一代重载货运机车HXD2C动力学性能改进设计 466
18.3.1 工程背景 466
18.3.2 HXD 2C原型机车通过小半径曲线的运行安全性分析 467
18.3.3 改善HXD2C重载机车曲线通过性能的优化方案研究 467
18.3.4 HXu 2C重载机车改进设计后的实际运用效果 470
参考文献 473
第十九章 车辆—轨道耦合动力学在铁路线路设计中的应用 474
19.1 秦沈客运专线无砟轨道建设工程应用与实践 474
19.1.1 秦沈客运专线及其桥上无砟轨道结构概况 474
19.1.2 高速列车与桥上无砟轨道的动态相互作用模型 476
19.1.3 秦沈客运专线桥上无砟轨道动力特性及列车走行性能预测 477
19.1.4 秦沈客运专线桥上无砟轨道动力特性及列车走行性能预评估 480
19.1.5 秦沈客运专线桥上无砟轨道现场实际效果 481
19.2 京秦铁路时速200km提速改造工程应用与实践 482
19.2.1 京秦铁路基本状况及提速改造初步方案 483
19.2.2 京秦铁路提速试验列车及其参数 483
19.2.3 试验区间轨道几何不平顺状态 485
19.2.4 列车与线路动力性能评定标准 486
19.2.5 京秦铁路时速200km提速改造工程路基加固动力仿真计算结果 487
19.2.6 对京秦铁路时速200km提速改造工程路基加固方案的预评估与建议 490
19.3 福厦客货共线高速铁路设计应用与实践 492
19.3.1 工程与研究背景 492
19.3.2 平面曲线关键参数对高、低速行车动力性能的影响分析 493
19.3.3 高低速客货共线铁路平纵面匹配设计 496
19.3.4 高、低速列车对客货共线高速铁路轨道结构动力影响研究 497
19.3.5 减轻货物列车对客货共线铁路轨道动力作用的技术措施研究 500
19.3.6 工程实施与运营实践效果 501
19.4 广深港高速铁路平纵断面设计应用与实践 502
19.4.1 工程与研究背景 502
19.4.2 沙仔岛长隧方案与桥隧方案高速行车性能对比分析 504
19.4.3 海鸥岛长隧方案与桥隧方案高速行车性能对比分析 506
19.4.4 沙仔岛与海鸥岛长隧方案比选 507
19.4.5 工程实施与运营实践效果 507
参考文献 508
附录 509
附录l 轮轨接触椭圆参数表 509
附录2 Kalker线性蠕滑理论之系数Cij 511
附录3 常见铁道机车车辆基本参数 512
附录4 常用轨道结构基本参数 517
索引 521
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