車輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

前言

　　本書是普通高等教育鐵道部規(guī)劃教材，是由鐵道部教材開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組組織編寫，并經(jīng)鐵道部相關(guān)業(yè)務(wù)部門審定，適用于高等院校鐵路特色專業(yè)教學(xué)以及鐵路專業(yè)技術(shù)人員使用。本書為鐵道機(jī)車車輛系列教材之一。　　本書要達(dá)到的主要目的是闡明車輛主要結(jié)構(gòu)和懸掛參數(shù)與系統(tǒng)動(dòng)力性能之間的關(guān)系，并說明基本的輪軌接觸理論和計(jì)算方法、車輛動(dòng)力學(xué)性能及其相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)、車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型建立方法、軌道激擾及其對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力性能的影響等。本書既可以作為車輛工程專業(yè)的本科生和研究生學(xué)習(xí)教材，也可作為相關(guān)研究人員參考用書?！　”緯卜志耪?，第一章 主要介紹車輛的運(yùn)動(dòng)形式以及車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究關(guān)注的主要問題；第二章 介紹車輛系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性，給出了國(guó)內(nèi)外與車輛運(yùn)行安全性和平穩(wěn)性相關(guān)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，說明了曲線欠超高與車輛乘坐舒適性之間的關(guān)系；第三章 介紹輪對(duì)基本結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)性能之間的關(guān)系、輪軌接觸幾何關(guān)系及其計(jì)算方法，并對(duì)道岔區(qū)特殊的輪岔接觸幾何關(guān)系進(jìn)行了分析和說明；第四章 在介紹輪軌滾動(dòng)接觸理論基礎(chǔ)上，給出了輪軌蠕滑的概念以及輪軌蠕滑率的求解方法，并以一自由輪對(duì)與軌道之間蠕滑關(guān)系為例，介紹了輪軌蠕滑力求解方法；第五章 介紹客車軸箱定位和中央懸掛的基本功能和主要結(jié)構(gòu)形式，分析了主要軸箱定位和中央懸掛參數(shù)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、曲線通過能力以及平穩(wěn)性的影響特性；第六章 在介紹貨車轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，分析了貨車主要裝置對(duì)其動(dòng)力性能的影響特性；第七章 在介紹車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型化原則以及系統(tǒng)作用力描述方式基礎(chǔ)上，給出了車輛系統(tǒng)垂向和橫向動(dòng)力學(xué)模型建立方法；第八章 主要介紹了軌道激擾形式和描述方式，并以高速動(dòng)車組線路測(cè)試結(jié)果為例，給出了不同軌道激擾對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力性能的影響特性；第九章 主要介紹了與車輛系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性密切相關(guān)的車輛蛇行運(yùn)動(dòng)形式、車輛線性和非線性臨界速度計(jì)算方法以及提高車輛系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的常用方法等。

內(nèi)容概要

　　《車輛動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》共分九章，包括概述、車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、輪對(duì)結(jié)構(gòu)與輪軌接觸幾何關(guān)系、輪軌滾動(dòng)接觸、客車懸掛系統(tǒng)與車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能關(guān)系、貨車轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)原理、車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、軌道激擾與軌道譜、車輛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性等?！　　盾囕v動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》為高等學(xué)校鐵道機(jī)車車輛專業(yè)教材，也可作為職業(yè)教育教材，還可供從事機(jī)車車輛專業(yè)的工程技術(shù)人員和科研人員參考。

書籍目錄

第一章 概述第一節(jié) 車輛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)第二節(jié) 車輛系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)第三節(jié) 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)用途及所解決的主要問題復(fù)習(xí)思考題第二章 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié) 鐵道車輛系統(tǒng)動(dòng)力性能第二節(jié) 車輛運(yùn)行安全性及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié) 車輛運(yùn)行平穩(wěn)性及評(píng)價(jià)指標(biāo)復(fù)習(xí)思考題第三章 輪對(duì)結(jié)構(gòu)與輪軌接觸幾何關(guān)系第一節(jié) 輪對(duì)結(jié)構(gòu)及其對(duì)動(dòng)力學(xué)性能影響第二節(jié) 輪軌接觸狀態(tài)及影響因素第三節(jié) 輪軌接觸幾何關(guān)系求解第四節(jié) 道岔區(qū)輪軌接觸幾何關(guān)系復(fù)習(xí)思考題第四章 輪軌滾動(dòng)接觸第一節(jié) Hertz接觸理論的應(yīng)用第二節(jié) 輪軌蠕滑第三節(jié) 輪軌蠕滑理論第四節(jié) 非線性蠕滑力的近似計(jì)算與修正第五節(jié) 輪軌蠕滑理論應(yīng)用實(shí)例復(fù)習(xí)思考題第五章 客車懸掛系統(tǒng)與車輛動(dòng)力學(xué)性能關(guān)系第一節(jié) 客車軸箱懸掛系統(tǒng)第二節(jié) 客車中央懸掛系統(tǒng)第三節(jié) 不同速度客車轉(zhuǎn)向架懸掛特點(diǎn)第四節(jié) 軸箱定位參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能影響第五節(jié) 中央懸掛參數(shù)與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能關(guān)系第六節(jié) 高速動(dòng)車組軸箱載荷特性第七節(jié) 懸掛系統(tǒng)對(duì)輪軌系統(tǒng)振動(dòng)的衰減作用復(fù)習(xí)思考題第六章 貨車轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)及動(dòng)力學(xué)原理第一節(jié) 貨車轉(zhuǎn)向架基本結(jié)構(gòu)第二節(jié) 貨車轉(zhuǎn)向架摩擦減振裝置第三節(jié) 貨車轉(zhuǎn)向架交叉支撐裝置復(fù)習(xí)思考題第七章 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型第一節(jié) 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型化原則第二節(jié) 車輛系統(tǒng)作用力描述第三節(jié) 車輛系統(tǒng)垂向動(dòng)力學(xué)模型第四節(jié) 車輛系統(tǒng)垂向橫向動(dòng)力學(xué)模型復(fù)習(xí)思考題第八章 軌道激擾與軌道譜第一節(jié) 鐵路軌道構(gòu)造基本特性第二節(jié) 軌道不平順形式第三節(jié) 軌道不平順功率譜第四節(jié) 軌道不平順數(shù)值模擬第五節(jié) 線路條件對(duì)車輛系統(tǒng)振動(dòng)影響復(fù)習(xí)思考題第九章 車輛系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性第一節(jié) 車輛蛇行運(yùn)動(dòng)第二節(jié) 車輛系統(tǒng)臨界速度計(jì)算方法第三節(jié) 提高車輛系統(tǒng)穩(wěn)定性方法第四節(jié) 影響脫軌穩(wěn)定性因素復(fù)習(xí)思考題附表1 客車系統(tǒng)主要計(jì)算參數(shù)附表2 貨車系統(tǒng)主要計(jì)算參數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2．曲線通過　　車輛曲線通過時(shí)，為了能夠減小車輪作用于軌道上的橫向力，并使車輛能夠順利轉(zhuǎn)向，曲線外側(cè)車輪需要比內(nèi)側(cè)車輪多行駛一段距離，且最好是車輪能夠沿曲線切線方向運(yùn)行。因此，與防止蛇行運(yùn)動(dòng)的要求相反，最好能夠增大車輪踏面斜度。如何平衡這兩種運(yùn)動(dòng)特性，設(shè)計(jì)制造出既能抑制蛇行運(yùn)動(dòng)，又能順利通過曲線的車輛呢？　　3．舒適度　　影響車輛乘坐舒適性的因素主要是來自于軌道激擾。這些激擾主要包括：軌道隨機(jī)不平順、軌道沖擊不平順（如軌道接縫、道岔等的軌道面的不連續(xù)部位、曲線軌道半徑的不規(guī)則、傾斜過度或不足）等。另外一些因素是車輛自身產(chǎn)生的干擾。這些因素主要包括：由發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等車輛上機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)引起的干擾；由車輪偏心及剎車時(shí)車輛滑行產(chǎn)生的車輪擦傷引起的干擾；由于起動(dòng)和剎車時(shí)，鄰接車輛間產(chǎn)生的前后沖擊；隧道內(nèi)氣流和車輛交會(huì)時(shí)的空氣力學(xué)干擾等?！　∫陨线@些干擾引起車輛何種振動(dòng)？如何來評(píng)價(jià)它們對(duì)車輛安全性和乘坐舒適性的影響？盡可能排除這些干擾并進(jìn)行有效地振動(dòng)隔離和振動(dòng)截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)構(gòu)建怎樣的振動(dòng)系統(tǒng)？另外，車輛部件經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后出現(xiàn)老化現(xiàn)象會(huì)給運(yùn)行安全性和乘坐舒適性造成什么樣的影響？車體輕量化后產(chǎn)生的顫振會(huì)達(dá)到怎樣的程度？　　4．交會(huì)　　列車交會(huì)時(shí)車輛受到的氣動(dòng)力主要有氣動(dòng)橫向力和氣動(dòng)升力。研究表明，車輛橫向力、升力及傾覆力矩均與側(cè)向風(fēng)速的平方成正比。列車尾部流場(chǎng)，長(zhǎng)大型高速動(dòng)車組產(chǎn)生的尾流，對(duì)行車安全和環(huán)境會(huì)帶來不利影響，列車高速運(yùn)行時(shí)，處于列車尾流影響范圍內(nèi)的人員和物品有可能卷入尾流中，造成人員傷亡或列車受損事故；而當(dāng)列車在某些區(qū)域（氣候干燥而又多沙地段）運(yùn)行時(shí)，列車尾部卷起的氣流，對(duì)周圍環(huán)境會(huì)造成一定程度的污染?！　∵^去，中國(guó)列車時(shí)速較低，列車空氣動(dòng)力學(xué)問題并不突出。列車提速后，列車運(yùn)行阻力急劇增加，能耗過大；列車高速交會(huì)產(chǎn)生的空氣壓力瞬變，導(dǎo)致客車側(cè)墻變形過大，并伴有強(qiáng)烈的空氣爆破聲能擊碎車窗玻璃?！　∫虼耍?dāng)列車與對(duì)面列車交匯行駛時(shí)會(huì)產(chǎn)生多大程度的振動(dòng)？同時(shí)會(huì)產(chǎn)生多大的橫向壓力？在新建供各種不同速度車輛行駛用的線路時(shí)，如何考慮復(fù)線間隔、舒適度和安全上的限制？這些問題在車輛設(shè)計(jì)和線路修建時(shí)均需要系統(tǒng)地研究。

圖書封面

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