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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314

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力作用的基本途径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 英国低动力作用重载货车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

14.4.2 我国25t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 钢轨非对称打磨型面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车安全性分析评估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 车钩自由摆角对重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 HXD2C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 HXD2C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1 轮轨接触椭圆参数表509

附录2 Kalker线性蠕滑理论之系数Cij511

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