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高速鐵路道岔設(shè)計理論與實踐(第三版)

高速鐵路道岔設(shè)計理論與實踐(第三版)

出版社：科學(xué)出版社出版時間：2023-11-01
開本： 其他 頁數(shù)： 584
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高速鐵路道岔設(shè)計理論與實踐(第三版) 版權(quán)信息

高速鐵路道岔設(shè)計理論與實踐(第三版) 內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)闡述了高速鐵路道岔結(jié)構(gòu)設(shè)計與服役安全的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用實踐。全書共11章，主要包括高速鐵路道岔設(shè)計及運用狀態(tài)評估概論、高速鐵路道岔輪軌穩(wěn)態(tài)/彈塑性瞬態(tài)滾動接觸理論、高速列車-道岔剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析模型、高速運營車輛通過道岔時的動力響應(yīng)、高速鐵路道岔的長時動力學(xué)行為分析、高速鐵路道岔鋼軌組合廓形設(shè)計優(yōu)化、短波激勵下高速輪軌滾動接觸與瞬態(tài)響應(yīng)、道岔區(qū)列車脫軌機理及評判準則研究、高速鐵路道岔轉(zhuǎn)換運動與關(guān)鍵部件動力特性、高速鐵路道岔健康管理與狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等內(nèi)容。

高速鐵路道岔設(shè)計理論與實踐(第三版) 目錄

目錄**章 概述 1**節(jié) 高速鐵路道岔性能要求與設(shè)計理念 1一、高速鐵路道岔的性能要求 2二、高速鐵路道岔的設(shè)計理念 2三、高速鐵路道岔的技術(shù)特點 3四、高速鐵路道岔的發(fā)展趨勢 4第二節(jié) 中國高速鐵路道岔運用狀態(tài)及評估 5一、中國高速鐵路長期安全運營面臨的挑戰(zhàn) 6二、中國高速鐵路動車組運用狀態(tài) 7三、中國高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)運用狀態(tài) 15四、中國高速鐵路道岔運用狀態(tài) 39第三節(jié) 高速鐵路道岔設(shè)計、分析理論及發(fā)展方向 48一、高速列車-道岔系統(tǒng)耦合動力學(xué)分析理論 49二、高速鐵路道岔轉(zhuǎn)換及控制分析理論 51三、高速鐵路道岔部件疲勞強度分析理論 52四、高速鐵路道岔設(shè)計評估及驗證技術(shù) 53本章小結(jié) 53參考文獻 54第二章 高速鐵路道岔輪軌穩(wěn)態(tài)滾動接觸理論 57**節(jié) 高速鐵路道岔輪軌靜態(tài)接觸幾何關(guān)系 57一、道岔鋼軌廓形的數(shù)學(xué)描述 57二、基于道岔區(qū)變截面特點的輪軌接觸幾何算法——法向切割法 62三、輪軌準彈性接觸計算 66四、道岔區(qū)多點接觸計算 68第二節(jié) 高速鐵路道岔輪軌接觸幾何關(guān)系評價 72一、輪對橫移量分布規(guī)律 72二、道岔區(qū)等效錐度 73三、基于*大概率輪對橫移的道岔結(jié)構(gòu)不平順 76四、道岔區(qū)接觸帶寬 76第三節(jié) 道岔區(qū)三維非赫茲輪軌穩(wěn)態(tài)滾動接觸行為 77一、輪軌滾動接觸理論的發(fā)展 77二、三維非對稱接觸幾何的輪軌滾動接觸行為 81三、*面接觸時的輪軌滾動接觸行為 88四、高速鐵路道岔區(qū)輪軌滾動接觸行為 91第四節(jié) 輪軌三維非赫茲滾動接觸快速算法 97一、基于影響因子的滾動接觸模型及其算法INFCON 98二、算法驗證與分析 100三、簡化算法在列車-軌道動力學(xué)中的應(yīng)用 103本章小結(jié) 104參考文獻 104第三章 高速鐵路道岔輪軌彈塑性瞬態(tài)滾動接觸理論 107**節(jié) 輪軌系統(tǒng)動力學(xué)及滾動接觸研究歷程 107一、輪軌系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀分析 107二、輪軌滾動接觸理論研究現(xiàn)狀分析 108第二節(jié) 有限元法輪軌彈塑性滾動接觸理論 111一、有限元參數(shù)二次規(guī)劃法 112二、基于ALE方法的滾動接觸有限元 113三、基于ALE方法的道岔輪軌接觸行為 115第三節(jié) 輪軌三維彈塑性瞬態(tài)滾動接觸理論 117一、基本理論及算法描述 118二、三維輪軌瞬態(tài)滾動接觸模型的建立 128三、光滑接觸表面滾動接觸行為 131四、基于顯式有限元法建立的三維輪軌高速滾動接觸模型特點 134第四節(jié) 轉(zhuǎn)轍器區(qū)輪軌瞬態(tài)滾動接觸的顯式有限元算法及接觸行為 135一、控制及邊界條件 136二、基于輪軌相互作用的顯式有限元模型計算流程 141三、轉(zhuǎn)轍器區(qū)輪軌瞬態(tài)滾動接觸行為研究 142第五節(jié) 高速鐵路道岔轍叉部分瞬態(tài)輪軌接觸行為分析 164一、動態(tài)輪軌力 164二、接觸應(yīng)力 165三、等效應(yīng)力 166四、黏滑分布 166本章小結(jié) 167參考文獻 167第四章 高速列車-道岔剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析模型 171**節(jié) 列車-道岔系統(tǒng)動力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀 171一、輪軌系統(tǒng)動力學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀 172二、列車-道岔系統(tǒng)動力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀 179第二節(jié) 高速列車-道岔剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)建模 181一、剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學(xué)原理 182二、高速列車及柔性輪對模型 184三、基于模態(tài)疊加法的高速鐵路道岔動力學(xué)模型 195四、輪軌接觸模型 206第三節(jié) 高速鐵路道岔區(qū)輪軌系統(tǒng)動力學(xué)行為 209一、道岔區(qū)輪軌動態(tài)相互作用 209二、輪軌系統(tǒng)柔性對道岔區(qū)輪軌動態(tài)相互作用的影響 210本章小結(jié) 217參考文獻 217第五章 高速運營車輛通過道岔時的動力響應(yīng) 222**節(jié) 車輪凹形磨耗對高速車輛過岔時的動力影響 222一、車輪踏面廓形演變 222二、道岔轉(zhuǎn)轍器部分輪軌接觸行為 223三、車輪凹形磨耗對列車過岔時的動力影響 227第二節(jié) 車輪多邊形磨耗對高速車輛過岔時的動力影響 232一、多邊形車輪數(shù)學(xué)描述 233二、簡諧形式的多邊形車輪通過道岔時動力響應(yīng) 233三、實測多邊形車輪通過道岔時動力響應(yīng) 235第三節(jié) 車輪扁疤對高速車輛過岔時的動力影響 238一、扁疤車輪的數(shù)學(xué)描述 238二、扁疤車輪過岔時的動力學(xué)時域響應(yīng) 239三、扁疤車輪過岔時的動力學(xué)頻域響應(yīng) 241第四節(jié) 具有輪徑差的高速車輛通過道岔時的動力響應(yīng) 243一、輪徑差與轉(zhuǎn)向架運動狀態(tài) 243二、輪徑差對道岔區(qū)輪軌接觸幾何關(guān)系的影響 246三、輪徑差對道岔區(qū)輪軌動態(tài)相互作用的影響 248四、輪徑差對過岔安全性的影響 251五、輪徑差對過岔平穩(wěn)性的影響 251六、輪徑差對鋼軌磨耗的影響 252第五節(jié) 輪對安裝偏轉(zhuǎn)角對高速車輛過岔時的動力影響 253一、初始安裝偏轉(zhuǎn)角類型與入岔姿態(tài)分析 253二、安裝偏轉(zhuǎn)角對道岔區(qū)輪軌動態(tài)作用的影響 255三、安裝偏轉(zhuǎn)角對轉(zhuǎn)轍器部分輪軌接觸的影響 258四、安裝偏轉(zhuǎn)角對過岔安全性的影響 258五、安裝偏轉(zhuǎn)角對過岔平穩(wěn)性的影響 259六、安裝偏轉(zhuǎn)角對輪軌磨耗的影響 259本章小結(jié) 260參考文獻 260第六章 高速鐵路道岔的長時動力學(xué)行為分析 261**節(jié) 高速鐵路道岔*尖軌磨耗特征及影響分析 261一、輪軌磨耗模型 262二、高速鐵路道岔*尖軌磨耗的關(guān)鍵動力學(xué)參數(shù)分析 265三、道岔鋼軌磨耗仿真分析方法 270四、高速鐵路道岔*尖軌磨耗規(guī)律 278五、鋼軌磨耗對道岔區(qū)輪軌動態(tài)響應(yīng)的影響 281第二節(jié) 高速鐵路道岔直尖軌滾動接觸疲勞行為 283一、道岔鋼軌滾動接觸疲勞預(yù)測模型 284二、高速鐵路道岔鋼軌滾動接觸疲勞系數(shù)分布 289三、高速鐵路道岔鋼軌滾動接觸疲勞仿真分析方法 291四、高速鐵路道岔直尖軌非工作邊水平裂紋分析 295五、高速鐵路道岔直尖軌非工作邊水平裂紋控制措施 298第三節(jié) 道岔鋼軌表面層流等離子強化技術(shù)研究 299一、層流等離子強化技術(shù)工作原理 300二、層流等離子強化鋼軌試驗研究 301三、道岔尖軌表面強化后的接觸行為分析 309四、鋼軌表面強化對抑制波磨發(fā)展的作用 311五、道岔強化尖軌的應(yīng)用實踐 313本章小結(jié) 314參考文獻 314第七章 高速鐵路道岔鋼軌組合廓形設(shè)計優(yōu)化 316**節(jié) 400km/h高速鐵路道岔鋼軌組合廓形設(shè)計研究 316一、輪軌型面匹配優(yōu)化的研究現(xiàn)狀 317二、高速鐵路道岔轉(zhuǎn)轍器部分組合廓形優(yōu)化方法 317三、直基本軌廓形優(yōu)化對輪軌接觸幾何關(guān)系的影響 322四、直基本軌廓形優(yōu)化對列車-道岔系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響 324五、翼軌抬高對列車-道岔系統(tǒng)動力響應(yīng)的影響 326第二節(jié) 直*組合尖軌線型提高*尖軌耐磨性分析 330一、*股尖軌線型研究現(xiàn)狀 330二、高速鐵路道岔直*組合*尖軌設(shè)計 332三、直*組合*尖軌磨耗特性分析 333四、列車側(cè)向通過直*組合*尖軌時的動力響應(yīng)分析 334第三節(jié) 60N鋼軌在高速鐵路道岔中的應(yīng)用研究 337一、60N鋼軌廓形設(shè)計與實踐 337二、60N鋼軌高速鐵路道岔設(shè)計 348三、60N鋼軌道岔的動力仿真分析 352四、60N鋼軌道岔的疲勞壽命 354五、60N鋼軌道岔的試鋪及動測試驗 356第四節(jié) 高速鐵路道岔鋼軌打磨廓形設(shè)計 358一、鋼軌打磨技術(shù) 358二、高速鐵路道岔打磨技術(shù) 361三、高速鐵路道岔打磨廓形優(yōu)化 366四、高速鐵路道岔直股廓形優(yōu)化對道岔性能的影響 369五、高速鐵路道岔側(cè)股廓形優(yōu)化對道岔性能的影響 372本章小結(jié) 374參考文獻 375第八章 短波激勵下高速輪軌滾動接觸與瞬態(tài)響應(yīng) 376**節(jié) 車輪局部損傷引起的軸箱加速度響應(yīng) 376一、車輪擦傷引起的軸箱加速度響應(yīng) 376二、車輪硌傷下的滾動接觸及瞬態(tài)響應(yīng) 382第二節(jié) 鋼軌焊縫短波不平順引起的輪軌瞬態(tài)響應(yīng) 386一、鋼軌焊接接頭的數(shù)學(xué)表達 387二、焊接接頭處的瞬態(tài)響應(yīng) 388三、基于實測軸箱加速度的鋼軌焊接接頭質(zhì)量評估 391四、基于實測焊接接頭幾何的質(zhì)量評估 392第三節(jié) 鋼軌波磨下的輪軌瞬態(tài)滾動接觸 393一、鋼軌波磨幾何模型 393二、瞬態(tài)輪軌接觸 394三、波磨幾何的影響 396四、牽引系數(shù)的影響 397五、滾動速度的影響 398六、與傳統(tǒng)多體動力學(xué)模型對比 399七、函數(shù)型摩擦系數(shù)的影響 399第四節(jié) 鋼軌斷縫處的輪軌瞬態(tài)沖擊 401一、斷縫處瞬態(tài)分析模型 402二、斷縫長度的影響 402第五節(jié) 低黏著區(qū)輪軌滾動接觸與擦傷萌生 405一、低黏著模型 406二、低黏著區(qū)滾動接觸行為 406三、低黏著區(qū)段長度的影響 409四、牽引系數(shù)的影響 409第六節(jié) 高速輪軌瞬態(tài)滾動接觸模型的其他工程應(yīng)用 411一、考慮橡膠墊板非線性力學(xué)行為時輪軌高頻振動 411二、軌道結(jié)構(gòu)動荷載放大系數(shù)的確定 414三、軌腰螺栓孔動力響應(yīng)分析 416四、軌枕承軌槽接觸應(yīng)力分析 419本章小結(jié) 420參考文獻 421第九章 道岔區(qū)列車脫軌機理及評判準則研究 424**節(jié) 道岔區(qū)輪對準靜態(tài)脫軌安全限值研究 425一、車輛脫軌評判準則的研究現(xiàn)狀 425二、輪對三維準靜態(tài)脫軌分析 428三、道岔轉(zhuǎn)轍器部分輪對爬軌行為分析 434四、道岔轉(zhuǎn)轍器部分輪對爬軌臨界限值 438第二節(jié) 組合廓形下的輪對動態(tài)脫軌過程分析 441一、輪對動態(tài)脫軌仿真模型 441二、輪對動態(tài)脫軌臨界狀態(tài)的判識 442三、輪對動態(tài)脫軌過程中的接觸行為 443第三節(jié) 道岔區(qū)輪對動態(tài)脫軌仿真分析 446一、輪對通過道岔轉(zhuǎn)轍器部分的動態(tài)脫軌仿真 446二、輪對過岔動態(tài)脫軌影響因素分析 450三、輪重減載對過岔動態(tài)脫軌的影響 452四、基于多體動力學(xué)軟件進行列車脫軌仿真分析 453第四節(jié) 列車通過小號碼道岔的安全性提升技術(shù) 458一、導(dǎo)*線半徑對轉(zhuǎn)轍器部分脫軌安全性的影響 459二、岔前*線及其半徑對過岔安全性的影響 460三、岔前夾直線長度對過岔安全性的影響 463四、尖軌降低值對過岔安全性的影響 465五、構(gòu)架在岔區(qū)的動態(tài)脫軌行為及影響因素分析 467六、道岔鋼軌磨耗對過岔安全性的影響 476本章小結(jié) 483參考文獻 483第十章 高速鐵路道岔轉(zhuǎn)換運動與關(guān)鍵部件動力特性 485**節(jié) 考慮鎖閉裝置運動的尖軌轉(zhuǎn)換力計算分析 485一、道岔轉(zhuǎn)換力計算
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