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出版者:中国铁道出版社

作者:翟婉明

出品人:

页数:221

译者:

出版时间:1996-01

价格:18.90

装帧:平装

isbn号码:9787113024581

丛书系列:

图书标签:

• 车辆－轨道耦合动力学
• 车辆动力学
• 轨道动力学
• 耦合动力学
• 车辆轨道相互作用
• 交通工程
• 机械工程
• 振动学
• 控制科学
• 系统动力学
• 轨道交通

《车辆－轨道耦合动力学》 本书深入探讨了车辆与轨道系统之间复杂的相互作用及其对整体动态性能的影响。在现代交通运输领域，无论是高速铁路、城市轨道交通，还是重载货运，车辆与轨道的耦合动力学研究都扮演着至关重要的角色。理解这种耦合关系，对于提高列车运行的安全性、舒适性，优化轨道结构设计，降低维护成本，以及实现更高效、更环保的运输系统具有不可估量的价值。 本书并非聚焦于单一的列车类型或轨道结构，而是提供一个全面而系统的理论框架，涵盖了不同种类车辆（如高速列车、地铁列车、有轨电车、磁悬浮列车等）在不同类型轨道（如钢轨钢轮轨道、混凝土轨道、磁力轨道等）上的运行特性。我们将从基础的理论模型入手，逐步深入到复杂系统的分析。 理论基础与建模方法 在本书的开篇，我们将首先建立车辆和轨道系统的基本动力学模型。这包括对车辆本体的描述，如车体、转向架、轮对、悬挂系统等，以及它们各自的质量、刚度、阻尼特性。同时，我们也将详细阐述轨道系统的组成，例如钢轨、扣件、轨枕、道床、路基等，并建立相应的力学模型，考虑其刚度和阻尼特性。 重点在于，本书将着重介绍如何有效地耦合这些模型。我们会深入讲解各种耦合机理，包括轮轨接触力学（如赫兹接触理论、法向力与切向力的耦合）、悬挂系统的传递特性、轨道不平顺对车辆响应的影响，以及车辆振动对轨道激励的反馈效应。我们将采用多种数学建模方法，例如拉格朗日方程、牛顿方程、有限元方法等，来精确描述系统的运动方程。 轮轨耦合动力学 轮轨之间的接触是车辆－轨道耦合动力学中最核心也是最复杂的环节。本书将花费大量篇幅深入剖析轮轨接触的力学行为。我们将详细介绍接触几何、接触力分布、以及粘着与滑动之间的复杂关系。粘着磨损、滚动接触疲劳、蛇行运动的产生机制等关键问题也将得到深入探讨。 此外，我们还将介绍先进的轮轨动力学模型，例如考虑非线性接触刚度、摩擦力的复杂模型，以及如何利用这些模型来预测车辆的动力响应，包括车辆的振动、冲击以及对轨道产生的激励。 轨道结构动力学与耦合效应 轨道结构的动力学特性直接影响车辆的平稳运行和轨道的使用寿命。本书将分析不同轨道结构（如扣件系统、轨枕、道床）的动态响应，以及它们如何影响轮轨力的传递和车辆的振动。我们将探讨轨道不平顺（如波浪形不平顺、高低不平顺）的产生机理和对车辆动力学的影响，以及车辆运行引起的轨道响应（如轨道变形、扣件松动、道床沉降）。 特别地，本书将重点研究车辆运行与轨道结构之间的相互激励与反馈。例如，车辆的低频振动可能导致轨道结构产生共振，而轨道不平顺的累积则会进一步加剧车辆的振动和磨损。我们也将介绍用于分析这些耦合效应的数值方法，包括轨道动力学模拟软件的应用。 车辆－轨道耦合动力学的分析方法与应用 为了理解和预测车辆－轨道耦合系统的动态行为，本书将介绍一系列先进的分析方法。这包括： 时域分析：利用数值积分方法求解系统的动力学方程，模拟车辆在轨道上的实时响应。 频域分析：通过傅里叶变换等方法，分析系统的固有频率、模态以及对不同频率激励的响应。 准静态分析：在某些简化条件下，分析车辆运行引起的轨道静态变形和应力。 随机振动理论：处理轨道不平顺等随机激励对车辆系统造成的动力学影响。 稳定性和分岔分析：研究车辆－轨道系统在特定运行条件下的稳定性，以及可能出现的混沌现象。 本书还将重点关注这些理论和方法的实际应用。例如，如何利用耦合动力学分析来优化车辆的悬挂系统设计，以提高乘坐舒适性并减少对轨道的损伤；如何通过改进轨道设计（如选择合适的扣件刚度、轨枕间距）来降低车辆振动和噪声；如何进行轨道质量监测和评估，以指导养护维修策略，延长轨道使用寿命。 前沿研究方向与挑战 最后，本书将展望车辆－轨道耦合动力学领域的前沿研究方向和面临的挑战。这包括： 高速与超高速列车：随着列车速度的不断提升，空气动力学效应、轨道不平顺敏感性以及轮轨接触的非线性行为变得更加突出，对耦合动力学模型和分析方法提出了更高的要求。 新型轨道交通系统：如磁悬浮列车、空悬挂列车等，它们与传统轨道交通系统在耦合机理上存在显著差异，需要新的理论和方法来研究。 智能轨道与车辆：将传感器技术、数据分析与动力学模型相结合，实现对车辆－轨道系统状态的实时监测、预测和控制。 极端工况下的动力学：如恶劣天气（大风、降雨、降雪）、地震等外部环境对车辆－轨道耦合系统的影响。 通过对这些方面的深入探讨，本书旨在为从事车辆工程、轨道工程、机械工程、土木工程等领域的科研人员、工程师和研究生提供一个坚实的理论基础和丰富的实践指导。掌握车辆－轨道耦合动力学，将是推动现代交通运输技术不断发展和创新的关键。

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我记得当初选购这本书时，是被它在网络书店上呈现的“深度解析”、“前沿技术”等字眼所吸引。尽管我本人并非机械工程或土木工程专业的科学生，但对于“耦合动力学”这个概念，我总觉得它蕴含着一种事物之间相互作用、彼此牵制的深刻道理。阅读《车辆－轨道耦合动力学》，我期望能够窥见这个复杂系统是如何运作的。想象一下，一辆高速行驶的火车，它的轮子与轨道之间，不仅仅是简单的滚动关系，而是存在着无数细微的力学传递和变形。本书或许会详细解析这些力学模型，例如如何用数学方程描述车轮的弹跳、轨道的变形，以及这些变形如何反过来影响车轮的运动轨迹，甚至可能引发共振效应。我还会对书中关于振动分析和控制的部分特别感兴趣，因为我知道，很多工程问题最终都归结为如何有效抑制不必要的振动，以提高系统的稳定性和舒适性。不知道书中是否会介绍一些先进的仿真技术，比如有限元分析，来模拟这些耦合过程？我对于车辆在不同工况下，比如急加速、急刹车、过弯等，与轨道之间的动态响应变化，也充满了好奇。

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这本书的封面，以一种非常扎实的理工科风格呈现，让我第一眼就觉得它是一本值得信赖的专业著作。《车辆－轨道耦合动力学》这个书名，直观地告诉了我它所研究的核心内容——车辆和轨道之间的相互作用。我设想，这本书会从基础的物理学原理出发，详细阐述各种力（如重力、摩擦力、离心力、弹力等）如何在车辆与轨道之间传递和转化。我特别希望能读到关于如何建立和求解这些耦合动力学模型的部分。例如，车辆的悬挂系统是如何吸收路面不平带来的冲击，而这些冲击又如何通过车身传递给乘客；同时，车辆的运动又会对轨道产生怎样的加载，尤其是在高速、重载的情况下，这种加载是否会引起轨道材料的疲劳或形变？书中会不会深入探讨一些实际应用中的案例，比如在设计高速铁路时，如何通过精确的动力学计算来优化轨道结构和车辆参数，以确保运行的平稳性和安全性？我对那些涉及振动、噪声、磨损等方面的分析尤为关注，因为这些都是衡量车辆-轨道系统性能的重要指标。

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拿起《车辆－轨道耦合动力学》这本书，我脑海中浮现的是一系列复杂而精密的工程场景。书名本身就充满了科学的严谨感，让我预感到这是一部关于物理规律在工程实践中应用的深度之作。我猜想，书中会细致入微地剖析车辆在与轨道相互作用时产生的各种动力学现象。例如，车辆的悬挂系统是如何通过吸收震动来保护车身和乘客的，而这些震动的产生根源，又与轨道表面的微小起伏有着怎样的联系？书中或许会详细阐述相关的数学模型，用以量化这种“耦合”关系，并且解释为何理解这种关系对于提高车辆的性能、安全性和舒适性至关重要。我很好奇，这本书会涵盖哪些类型的车辆和轨道？是仅限于传统的公路车辆和沥青路面，还是也会涉及高速列车、磁悬浮列车等更先进的交通系统，以及它们各自独特的轨道环境？我特别希望能读到关于如何通过动力学分析来优化设计，从而减少车辆与轨道之间的磨损，降低能耗，甚至预测和避免潜在的结构性失效。

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当初看到《车辆－轨道耦合动力学》这本书，就被这个题目所吸引。它不像一般的科普读物那样浅显易懂，而是透露着一种深入研究的气息。我猜想，这本书的内容会非常扎实，涉及大量严谨的理论推导和计算。我会很好奇，书中是如何将车辆的运动特性与轨道的结构特性进行“耦合”分析的。比如，一辆汽车在行驶过程中，轮胎与地面的接触是一个极其复杂的过程，轮胎会变形，地面也会有微小的形变，这些微小的形变和变形累积起来，会对车辆的整体动力学性能产生多大的影响？而对于轨道交通，比如火车，轮轨之间的接触更是涉及材料科学、结构力学和振动理论的综合考量。我特别期待书中能有关于如何建立数学模型来描述这种耦合关系的详细介绍，以及如何利用这些模型来进行仿真分析，从而预测车辆在不同轨道条件下的运行状态。我个人对车辆在极端条件下的动力学行为比较感兴趣，比如在冰雪路面上的制动，或者在高寒地区轨道的变形等，不知道书中是否有相关的讨论。

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这本书的封面设计，我想我应该是在网上看到过，那种严谨的学术风格，虽然我并非这个领域的专业研究人员，但看到书名《车辆－轨道耦合动力学》时，我的好奇心还是被勾起了。它传递出一种非常专业、深入的信号，仿佛一本能够揭示汽车与道路之间复杂互动奥秘的宝典。我设想，翻开这本书，会看到密密麻麻的公式、图表，详尽地阐述车辆在行驶过程中，其悬挂系统、轮胎与路面的接触，乃至车身整体的震动和形变，是如何受到轨道（这里我想读者可能更多理解为路面、轨道本身）的起伏、不平整甚至是动态变化的影响，而车辆的运动反过来又会对轨道产生何种程度的反馈。我特别好奇，书中会不会探讨不同类型车辆，比如高铁、地铁、汽车，在它们各自的轨道环境下的耦合动力学特性有何差异？例如，高速列车在钢轨上的动力学，是否会涉及更复杂的蛇行运动、轮轨磨损等问题？而汽车在沥青路面上的动力学，又会侧重于悬挂减震、轮胎抓地力与路面附着系数的变化等。我想，这本书应该为我们提供了一个全面而系统的视角，去理解这些看似日常的交通工具背后，隐藏着多么精密的物理原理和工程计算。

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