简介
《机车车辆动态模拟》是第一本以机车车辆模拟试验为主线的动态模拟方面的专著，书中关于机车车辆的试验方法、试验标准和试验误差分析是指导机车车辆动态模拟试验台和测试试验台的设计和运用的有效工具，具有良好的应用价值和参考意义；书中所介绍的轮轮接触关系研究是最新的研究成果，特别是提出的轮重减载与横向力和脱轨的相互关系、高速和振动条件下的黏着特性、波浪形磨耗产生的充要条件均是笔者所在牵引动力国家重点实验室的重要发现；机车车辆非线性稳定性理论、轨道谱反演、列车动力学仿真计算方法和弓网系统耦合模型是理论性强的研究成果；书中混合模拟技术、动应力研究和机车车辆虚拟样机平台研究，均是笔者在国内首次提出并开展研究的国际上最前沿的研究成果；书中最后一章所展望的机车车辆动态模拟技术，将促进机车车辆动力学研究的进一步发展。
《机车车辆动态模拟》内容来源于工程，应用于工程，并在理论上得到升华。《机车车辆动态模拟》所介绍的研究成果，如滚动振动试验台设计理论和试验方法，参数测定试验方法，已应用到近10个铁路机车车辆生产企业，并指导了50余个机车车辆试验台试验。又如受电弓-接触网系统耦合动力学研究成果，也在铁路勘察设计院、电力机车厂等单位广泛应用，所产生的经济效益超亿元。另外，机车车辆试验台试验方法已写进铁道部标准《机车车辆动力学性能台架试验方法》，与滚动试验台相关内容已写进英文版的《A Hand book of Railway Vehicle Dynamics》（铁路车辆动力学手册）。
《机车车辆动态模拟》适合于机车车辆专业的科研、设计和试验人员阅读参考，并可作为高等院校相关专业的硕士和博士研究生的教学用书。
目录
1 绪论
1.1 铁路发展历史简介
1.2 铁路系统简介
1.3 机车车辆动态模拟方法
1.4 本书的主要内容
2 国内外机车车辆整车试验台
2.1 铁路机车车辆试验的必要性和优越性
2.2 机车车辆试验台的发展历史和试验台模式
2.3 国内外主要机车车辆整车试验台介绍
2.3.1 慕尼黑滚动振动试验台
2.3.2 那不勒斯滚动试验台
2.3.3 东京滚动试验台(RTRI)
2.3.4 普韦布洛滚动试验台(TTC)
2.3.5 青岛滚、振试验台
3 机车车辆整车滚动振动试验台研制
3.1 机车车辆动态运行模拟的最佳方案
3.1.1 试验台基本方案
3.1.2 激振谱
3.1.3 轨道谱应用分析
3.2 成都机车车辆滚动振动试验台总体设计
3.2.1 必要性
3.2.2 试验要求和总体方案
3.2.3 滚动振动试验台系统介绍
3.3 滚动振动试验台的关键技术
3.3.1 考虑滚轮三维耦合运动的设计
3.3.2 考虑滚轮的高速重载运行的设计
3.3.3 中间齿轮联轴器的设计
3.3.4 试验台基础设计
3.4 滚动振动试验台动力特性的验证
3.4.1 试验台满足400km／h模拟运行速度的要求
3.4.2 试验台的频响特性满足激振要求
3.4.3 系统传递精度满足要求
3.4.4 滚动振动试验台的应用情况
4 机车车辆参数测定方法
4.1 车体参数测定
4.1.1 车体重心和重量测定
4.1.2 车体转动惯量测定
4.2 转向架悬挂参数测定方法
4.2.1 轴箱定位刚度测定
4.2.2 二系悬挂刚度的测定
4.2.3 心盘、旁承回转摩擦力矩测试
4.2.4 转向架相对摩擦系数的测定
4.2.5 转向架抗菱刚度测定
4.3 机车车辆参数测定综合试验台
4.4 机车车辆参数测定举例
4.4.1 车体参数测定
4.4.2 转向架悬挂参数测定
5 机车车辆动力学性能台架试验方法
5.1 试验准备
5.1.1 试验台和被试车条件
5.1.2 轨道谱的准备
5.1.3 轨道不平顺谱的反演
5.1.4 试验速度
5.2 试验和评估方法
5.2.1 运动稳定性试验
5.2.2 运行响应试验
5.2.3 机车车辆曲线通过模拟试验
5.2.4 机车车辆悬挂自振特性试验
5.2.5 机车车辆车体振动模态的试验
6 轮轮接触关系
6.1 轮轨接触关系基础
6.1.1 轮轨接触几何关系
6.1.2 l轮轨接触几何关系的特征参数
6.1.3 轮轨接触状态
6.1.4 典型轮轨型面
6.1.5 轮轨型面设计原则
6.2 轮轨(轮)接触几何关系计算
6.2.1 平面轮轨和轮轮接触几何关系
6.2.2 空间轮轮接触几何关系
6.2.3 轮轮接触几何关系的计算
6.2.4 轮轮、轮轨接触工况的接触几何关系比较
6.2.5 轮轮接触工况的接触斑蠕滑系数计算
6.2.6 接触点区轮轮(轨)曲面间距计算
7 轮对运动方程及机车车辆系统非线性稳定性
7.1 轮轮接触蠕滑率计算
7.2 轮对方程
7.3 机车车辆非线性运动稳定性
7.3.1 非线性运动稳定性理论
7.3.2 机车车辆非线性稳定性举例
7.4 机车车辆运动稳定性试验台试验
7.4.1 机车车辆运动稳定性极限环图的形式
7.4.2 机车车辆运动稳定性试验台试验实例
8 轮轨关系动态模拟
8.1 轮轨蠕滑力试验
8.1.1 试验装置
8.1.2 纵、横向蠕滑力测试及计算结果
8.2 脱轨试验
8.2.1 单轮对脱轨分析
8.2.2 单轮对脱轨试验和仿真计算
8.3 黏着试验
8.3.1 试验装置和试验方法
8.3.2 试验结果
8.4 波浪形磨耗试验
8.4.1 试验装置
8.4.2 试验系统固有特性测试
8.4.3 试验结果
9 机车车辆试验台试验与数值仿真
9.1 重载低动力作用货车试验和理论研究
9.1.1 重载低动力作用货车试验台试验研究
9.1.2 重载低动力作用货车仿真计算
9.1.3 转8A型转向架改进方案动力学性能研究
9.2 提速机车车辆运动稳定性试验和分析计算比较
9.2.1 20km／h衡广铁路豪华客车稳定性试验和计算结果比较
9.2.2 SS8型电力机车稳定性试验和计算分析
9.2.3 120km／h集装箱快运平车试验研究和计算分析
9.3 250km／h高速客车车辆运行平稳性试验
9.4 车辆自振特性试验
10 机车车辆试验台试验误差分析
10.1 运动稳定性试验的误差分析
10.1.1 定性分析
10.1.2 准高速客车试验结果误差分析
10.1.3 试验台状态对运动稳定性试验结果的影响
10.2 运行平稳性试验的误差分析
10.2.1 定性分析
10.2.2 实车分析
10.2.3 滚动振动试验台弹性对车辆垂向振动的影响分析
10.3 曲线模拟误差分析
11 比例车辆模型试验台试验分析
11.1 基本相似比例
11.2 DLR比例模型转向架试验台和相似关系
11.2.1 滚动试验台结构介绍
11.2.2 相似关系的确定
11.2.3 试验结果和理论分析比较
11.3 MMU比例模型车辆转向架试验台和相似关系
11.3.1 滚动试验台试验系统介绍
11.3.2 相似比例分析
11.3.3 1：5车辆非线性模型稳定性性能及误差分析
11.3.4 试验台蛇行试验
12受电弓-接触网系统动态模拟研究
12.1 受电弓-接触网系统数学模型
12.1.1 接触网模型
12.1.2 受电弓模型
12.2 受电弓-接触网系统仿真研究
12.2.1 接触线弛度和不平顺的表述方法
12.2.2 接触线弛度对受流的影响
12.2.3 接触线表面不平顺对受流的影响
12.2.4 减小接触线表面不平顺对接触受流影响的措施
……
1.1 铁路发展历史简介
1.2 铁路系统简介
1.3 机车车辆动态模拟方法
1.4 本书的主要内容
2 国内外机车车辆整车试验台
2.1 铁路机车车辆试验的必要性和优越性
2.2 机车车辆试验台的发展历史和试验台模式
2.3 国内外主要机车车辆整车试验台介绍
2.3.1 慕尼黑滚动振动试验台
2.3.2 那不勒斯滚动试验台
2.3.3 东京滚动试验台(RTRI)
2.3.4 普韦布洛滚动试验台(TTC)
2.3.5 青岛滚、振试验台
3 机车车辆整车滚动振动试验台研制
3.1 机车车辆动态运行模拟的最佳方案
3.1.1 试验台基本方案
3.1.2 激振谱
3.1.3 轨道谱应用分析
3.2 成都机车车辆滚动振动试验台总体设计
3.2.1 必要性
3.2.2 试验要求和总体方案
3.2.3 滚动振动试验台系统介绍
3.3 滚动振动试验台的关键技术
3.3.1 考虑滚轮三维耦合运动的设计
3.3.2 考虑滚轮的高速重载运行的设计
3.3.3 中间齿轮联轴器的设计
3.3.4 试验台基础设计
3.4 滚动振动试验台动力特性的验证
3.4.1 试验台满足400km／h模拟运行速度的要求
3.4.2 试验台的频响特性满足激振要求
3.4.3 系统传递精度满足要求
3.4.4 滚动振动试验台的应用情况
4 机车车辆参数测定方法
4.1 车体参数测定
4.1.1 车体重心和重量测定
4.1.2 车体转动惯量测定
4.2 转向架悬挂参数测定方法
4.2.1 轴箱定位刚度测定
4.2.2 二系悬挂刚度的测定
4.2.3 心盘、旁承回转摩擦力矩测试
4.2.4 转向架相对摩擦系数的测定
4.2.5 转向架抗菱刚度测定
4.3 机车车辆参数测定综合试验台
4.4 机车车辆参数测定举例
4.4.1 车体参数测定
4.4.2 转向架悬挂参数测定
5 机车车辆动力学性能台架试验方法
5.1 试验准备
5.1.1 试验台和被试车条件
5.1.2 轨道谱的准备
5.1.3 轨道不平顺谱的反演
5.1.4 试验速度
5.2 试验和评估方法
5.2.1 运动稳定性试验
5.2.2 运行响应试验
5.2.3 机车车辆曲线通过模拟试验
5.2.4 机车车辆悬挂自振特性试验
5.2.5 机车车辆车体振动模态的试验
6 轮轮接触关系
6.1 轮轨接触关系基础
6.1.1 轮轨接触几何关系
6.1.2 l轮轨接触几何关系的特征参数
6.1.3 轮轨接触状态
6.1.4 典型轮轨型面
6.1.5 轮轨型面设计原则
6.2 轮轨(轮)接触几何关系计算
6.2.1 平面轮轨和轮轮接触几何关系
6.2.2 空间轮轮接触几何关系
6.2.3 轮轮接触几何关系的计算
6.2.4 轮轮、轮轨接触工况的接触几何关系比较
6.2.5 轮轮接触工况的接触斑蠕滑系数计算
6.2.6 接触点区轮轮(轨)曲面间距计算
7 轮对运动方程及机车车辆系统非线性稳定性
7.1 轮轮接触蠕滑率计算
7.2 轮对方程
7.3 机车车辆非线性运动稳定性
7.3.1 非线性运动稳定性理论
7.3.2 机车车辆非线性稳定性举例
7.4 机车车辆运动稳定性试验台试验
7.4.1 机车车辆运动稳定性极限环图的形式
7.4.2 机车车辆运动稳定性试验台试验实例
8 轮轨关系动态模拟
8.1 轮轨蠕滑力试验
8.1.1 试验装置
8.1.2 纵、横向蠕滑力测试及计算结果
8.2 脱轨试验
8.2.1 单轮对脱轨分析
8.2.2 单轮对脱轨试验和仿真计算
8.3 黏着试验
8.3.1 试验装置和试验方法
8.3.2 试验结果
8.4 波浪形磨耗试验
8.4.1 试验装置
8.4.2 试验系统固有特性测试
8.4.3 试验结果
9 机车车辆试验台试验与数值仿真
9.1 重载低动力作用货车试验和理论研究
9.1.1 重载低动力作用货车试验台试验研究
9.1.2 重载低动力作用货车仿真计算
9.1.3 转8A型转向架改进方案动力学性能研究
9.2 提速机车车辆运动稳定性试验和分析计算比较
9.2.1 20km／h衡广铁路豪华客车稳定性试验和计算结果比较
9.2.2 SS8型电力机车稳定性试验和计算分析
9.2.3 120km／h集装箱快运平车试验研究和计算分析
9.3 250km／h高速客车车辆运行平稳性试验
9.4 车辆自振特性试验
10 机车车辆试验台试验误差分析
10.1 运动稳定性试验的误差分析
10.1.1 定性分析
10.1.2 准高速客车试验结果误差分析
10.1.3 试验台状态对运动稳定性试验结果的影响
10.2 运行平稳性试验的误差分析
10.2.1 定性分析
10.2.2 实车分析
10.2.3 滚动振动试验台弹性对车辆垂向振动的影响分析
10.3 曲线模拟误差分析
11 比例车辆模型试验台试验分析
11.1 基本相似比例
11.2 DLR比例模型转向架试验台和相似关系
11.2.1 滚动试验台结构介绍
11.2.2 相似关系的确定
11.2.3 试验结果和理论分析比较
11.3 MMU比例模型车辆转向架试验台和相似关系
11.3.1 滚动试验台试验系统介绍
11.3.2 相似比例分析
11.3.3 1：5车辆非线性模型稳定性性能及误差分析
11.3.4 试验台蛇行试验
12受电弓-接触网系统动态模拟研究
12.1 受电弓-接触网系统数学模型
12.1.1 接触网模型
12.1.2 受电弓模型
12.2 受电弓-接触网系统仿真研究
12.2.1 接触线弛度和不平顺的表述方法
12.2.2 接触线弛度对受流的影响
12.2.3 接触线表面不平顺对受流的影响
12.2.4 减小接触线表面不平顺对接触受流影响的措施
……
Dynamic simulation of railway vehicles
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