列車脫軌分析理論與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《列車脫軌分析理論與應(yīng)用》系統(tǒng)深入地闡明了列車脫軌分析理論與應(yīng)用，內(nèi)容包括彈性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則、列車脫軌機理、列車——軌道（橋梁）系統(tǒng)橫向振動穩(wěn)定性的分析方法、列車脫軌能量隨機分析理論、預(yù)防列車脫軌措施及預(yù)防脫軌標(biāo)準(zhǔn)的制定方法、線路上列車脫軌分析、橋梁上列車脫軌分析以及振幅超限橋梁上的列車走行安全性分析等。書中彈性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則涵蓋了運動穩(wěn)定性的物理概念與分析方法，簡便實用《列車脫軌分析理論與應(yīng)用》可供從事鐵路科研、設(shè)計、施工技術(shù)人員、管理人員、大專院校師生等一切關(guān)注既有鐵路提速及高速鐵路建設(shè)的人們閱讀以及力學(xué)與工程結(jié)構(gòu)分析工作者參考。

書籍目錄

第一章 彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理§1.1 引言§1.2 虛功原理及系統(tǒng)靜力學(xué)總勢能不變值原理的主要思想§1.3 彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理的導(dǎo)引§1.4 形成系統(tǒng)矩陣的“對號入座”法則§1.5 彈性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的總勢能判別準(zhǔn)則第二章 國內(nèi)外列車脫軌研究概況§2.1 列車脫軌原因§2.2 列車脫軌評判標(biāo)準(zhǔn)§2.3 列車脫軌試驗§2.4 列車脫軌分析§2.5 車輛蛇行運動穩(wěn)定性第三章 國內(nèi)外列車脫軌研究中的主要問題及我們解決這些主要問題的方法§3.1 預(yù)防列車脫軌標(biāo)準(zhǔn)問題§3.2 列車脫軌機理問題§3.3 列車脫軌計算中存在的根本問題第四章 列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)振動的自激性質(zhì)與列車脫軌力學(xué)機理§4.1 列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)振動的自激性質(zhì)與系統(tǒng)自激振動的物理概念§4.2 列車脫軌的力學(xué)機理§4.3 列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)橫向振動穩(wěn)定性與車輛蛇行運動穩(wěn)定性的比較第五章 列車一軌道（橋梁）時變系統(tǒng)橫向振動穩(wěn)定性的分析思路§5.1 現(xiàn)有運動穩(wěn)定性理論不能直接用于列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)橫向振動穩(wěn)定性分析§5.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析理論綜述§5.3 系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定及失穩(wěn)與破壞的標(biāo)志§5.4 列車一軌道（橋梁）時變系統(tǒng)橫向振動穩(wěn)定性的分析思路第六章 列車脫軌能量隨機分析理論§6.1 建立列車脫軌能量隨機分析理論的關(guān)鍵性工作§6.2 列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)橫向振動能量隨機分析理論§6.3 車輪脫軌幾何準(zhǔn)則及列車脫軌全過程計算§6.4 列車一軌道（橋梁）系統(tǒng)橫向振動最大輸入能量ΔPmax與車速V的關(guān)系曲線及其增量Δб，max的確定§6.5 評判列車是否脫軌的抗力做功增量Δбur，與輸入能量增量бpr準(zhǔn)則……第七章 預(yù)防列車脫軌措施及預(yù)防脫軌標(biāo)準(zhǔn)的制定方法第八章 對鐵路橋梁橫向剛度限值及其橫向振幅行車安全限值制定方法的認(rèn)識第九章 京通線上機車、貨車構(gòu)架蛇行波的測試第十章 秦沈客運專線上高速機車、客車構(gòu)架蛇行a波的測試第十一章 直線軌道上列車脫軌實例分析第十二章 曲線軌道上列車脫軌實例分析第十三章 橋上列車脫軌實例分析第十四章 橫向振幅超限橋梁上列車走行性分析

章節(jié)摘錄

　　第一章 彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理　　§1.1 引言　　系統(tǒng)運動方程的建立是整個系統(tǒng)振動分析過程中最重要（有時是最困難的）的方面。建立系統(tǒng)運動方程的主要方法為：利用達朗培爾（D'Alembert）原理的直接平衡法（常稱為動靜法）。用它建立系統(tǒng)的邊界條件方程比較困難，見算例1.3.1；拉格朗日第二類方程。用它只能建立系統(tǒng)振動方程。它與有限單元法共同用于系統(tǒng)振動方程的建立，相當(dāng)不便，不能發(fā)揮有限單元法的優(yōu)勢；哈密頓（Hamilton）原理。用它同樣只能建立系統(tǒng)振動方程，不能發(fā)揮有限元法優(yōu)勢；彈性體系動力學(xué)虛功原理。比較方便，但文獻都未考慮阻尼力作用。列車一軌道（橋梁）時變系統(tǒng)（簡稱此系統(tǒng)）的輪軌關(guān)系非常復(fù)雜，上述方法都不能用來建立能考慮輪軌位移銜接條件（車輪位移=鋼軌位移+軌道不平順+輪軌相對位移）的此系統(tǒng)空間振動方程；而輪軌位移銜接條件必須考慮，否則得不出此系統(tǒng)響應(yīng)的正確解。在此系統(tǒng)空間振動方程中，輪軌位移銜接條件是列車脫軌計算的根本條件，所以上述方法都不能用來計算列車脫軌，必須另辟蹊徑。這就是寫這一章的目的——介紹列車脫軌計算的主要理論基礎(chǔ)?！　∥墨I指出：“從教學(xué)上看，代表虛功原理的等式，以及與虛功原理相聯(lián)系的數(shù)學(xué)上的恒等式，是最重要的數(shù)學(xué)關(guān)系。有了它們，其他各個能量原理（定理）的數(shù)學(xué)證明就都不難了。”這段論述十分精辟。事實正是這樣，在靜力學(xué)中，由虛功原理導(dǎo)出了勢能駐值（文獻稱為不變值）原理、Castigliano定理及功的互等定理，在動力學(xué)中，基于虛功原理，導(dǎo)出了拉格朗日方程及哈密頓原理。所以，虛功原理是力學(xué)分析中的根本原理?！　⊙芯孔C明：在變形能函數(shù)及外力位能存在的條件下，按最小勢能原理計算比用虛功原理計算容易。文獻指出：“從應(yīng)用上看，在求解個別的具體問題時，最小勢能原理和最小余能原理用得最多?！蔽墨I假定慣性力和阻尼力的變分為零，得出速度和加速度的變分都等于零，由此導(dǎo)出瞬時最小勢能原理，將體系應(yīng)變能與慣性力、阻尼力及干擾力做功負(fù)值之和稱為體系勢能。由體系動能的變分知，速度變分不能等于零，否則動能變分等于零，哈密頓最小作用原理不成立。所以文獻的假定不合實際。無此假定，就導(dǎo)不出瞬時最小勢能原理，因此，此原理不能成立。　　20多年前，筆者為了建立列車一橋梁時變系統(tǒng)振動方程，用達朗培爾原理，將動力問題轉(zhuǎn)化為動力平衡問題，仿照靜力學(xué)總勢能不變值原理的建立思想，由虛功原理導(dǎo)出了彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理（簡稱此原理）。同時感悟到：分析動力系統(tǒng)時，在應(yīng)用了達朗培爾原理及虛功原理之后，所有作用于系統(tǒng)的力都應(yīng)該視為有勢力（因為虛位移過程中，時間t瞬時固定，作用于系統(tǒng)的力素不變化），從而提出了彈性動力系統(tǒng)總勢能的概念及此原理?！　　?/pre>








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