高速铁路线路系统动力学

本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册。本书系统论述了高速铁路线路系统动力学理论与工程应用，高速铁路车辆、轨道、桥梁结构和线路线形的动力学建模方法、数值求解方法，动力学现场测试及试验、动力学评价指标与方法；研究了线路系统动力学理论在线路参数、线路方案评价与优化以及曲线地段车线桥系统动力分析等内容。 本书适合高速铁路线路、轨道、桥梁等领域的科研人员、设计人员、工程技术人员参考，也可作为高等院校铁道工程、桥梁工程及铁道机车车辆等专业研究生和高年级本科生的学习参考用书。

第1章 绪论
1.1 高速铁路发展概况
1.1.1 世界高速铁路发展概况
1.1.2 中国高速铁路发展概况
1.2 高速铁路线路系统动力学发展概况
1.2.1 研究背景
1.2.2 发展概况
1.3 高速铁路线路系统动力学研究范畴和方法
1.3.1 研究特点及范畴
1.3.2 研究方法
第2章 车辆系统动力学模型
2.1 多刚体系统动力学建模方法
2.1.1 多刚体系统的组成和广义坐标
2.1.2 引入动参考基运动学方程
2.1.3 无约束刚体的动力学方程
2.1.4 约束及约束方程
2.1.5 受约束多刚体系统的动力学方程
2.1.6 动力学方程数值分析方法
2.2 轮轨接触几何关系
2.2.1 轮轨基本特征和参数
2.2.2 轮轨几何接触关系计算
2.3 轮轨滚动接触理论
2.3.1 Hertz接触理论
2.3.2 轮轨蠕滑理论
2.4 轮对运动方程
2.4.1 轮对坐标系统
2.4.2 轮对质心的加速度
2.4.3 轮对角速度与动量矩
2.4.4 自由轮对运动方程
2.4.5 轮轨作用力求解
2.5 车辆运动方程
2.5.1 车辆模型和自由度
2.5.2 车辆运动方程
2.5.3 悬挂力
第3章 车辆-线路系统动力学模型
3.1 系统动力学分析方法
3.1.1 动力学分析基本步骤
3.1.2 连续系统离散化方法
3.1.3 建立运动方程的方法
3.2 车辆-线路系统垂向动力分析模型
3.2.1 车辆模型
3.2.2 轨道模型
3.2.3 桥梁模型
3.3 车辆-线路系统空间动力分析模型
3.3.1 轨道模型
3.3.2 桥梁模型
3.4 轨道不平顺模型
3.4.1 轨道几何不平顺的描述
3.4.2 轨道随机不平顺模型
3.5 系统方程的求解
3.5.1 微分方程组的数值解法
3.5.2 车线系统方程求解方法
3.5.3 新型两步数值积分法
3.5.4 长距离线路仿真计算方法
3.6 系统动力学分析软件开发与验证
3.6.1 软件开发
3.6.2 软件验证
第4章 动力学性能评价标准与方法
4.1 车辆动力学评价指标与方法
4.1.1 行车安全性评价指标
4.1.2 乘坐舒适性评价指标
4.2 结构动力性能评价标准
4.2.1 轨道动力性能评价指标
4.2.2 桥梁动力性能评价指标
4.2.3 路基动力性能评价指标
4.3 线路线形对系统动力性能影响评价方法
4.3.1 线路条件对乘坐舒适度的主要影响因素
4.3.2 乘坐舒适度指标线路线形评价中的主要问题
4.3.3 线路线形乘坐舒适度评价指标选用
4.3.4 线路线形乘坐舒适度评价方法
第5章 线路系统动力学现场测试与分析
5.1 系统动力学测试方法
5.1.1 动力学测试系统搭建
5.1.2 线路结构动力学测试方法
5.1.3 铁路车辆动力学测试方法
5.2 京津城际铁路乘坐舒适性测试与分析
5.2.1 测试工况
5.2.2 乘坐舒适性分析与评估
5.2.3 线路线形与平顺性对乘坐舒适度影响对比分析
5.3 济青高铁车线系统动力学测试与分析
5.3.1 测试工况
5.3.2 桥梁动力学测试结果分析
5.3.3 车体振动测试结果分析
第6章 线路平纵断面参数动力学分析
6.1 线路平面参数分析
6.1.1 圆曲线最小半径分析
6.1.2 夹直线最小长度分析
6.1.3 缓和曲线线形与长度分析
6.1.4 超高方式影响分析
6.2 线路纵断面参数分析
6.2.1 最小坡段长度分析
6.2.2 竖曲线最小半径分析
6.3 平竖曲线重叠问题分析
6.3.1 圆曲线与竖曲线重叠设置最小半径分析
6.3.2 平面曲线与竖曲线间距分析
6.3.3 竖曲线与缓和曲线重叠设置分析
6.4 既有时速350km高铁提速关键线路参数分析
6.4.1 最小平面曲线半径分析
6.4.2 超高分析
第7章 线路方案动力学评估
7.1 京沈高铁试验段线路方案动力学评估
7.1.1 计算条件
7.1.2 动力学分析与评估
7.2 印尼雅万高铁线路方案动力学分析
7.2.1 线路困难地段动力学仿真分析
7.2.2 线路方案动力学性能评估与比选
7.3 某海外高速铁路线路方案评估与比选
7.3.1 研究背景
7.3.2 线路方案概况
7.3.3 线路方案评估与比选
第8章 曲线地段车-线-桥系统动力学分析
8.1 曲线地段车-线-桥动力学行为特征
8.1.1 计算条件
8.1.2 车桥共振与消振条件
8.1.3 曲线地段轮轨动力作用分析
8.1.4 曲线地段桥梁动力响应分析
8.1.5 曲线地段动力学分析结论
8.2 车-线-桥动力学系统性能检算
8.2.1 太焦铁路桥上反向曲线地段工况
8.2.2 R=3000m曲线地段车-线-桥动力学行为特征
8.2.3 桥上反向曲线设置动力学分析
参考文献