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出版者:北京交通大学出版社

作者:王文静 编

出品人:

页数:229

译者:

出版时间:2012-6

价格:30.00元

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isbn号码:9787512110274

丛书系列:

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现代城市轨道交通系统中的关键技术与工程实践 本书聚焦于现代城市轨道交通，特别是地铁和轻轨系统中，承载车辆运行、承担动力与导向任务的核心部件——车辆动力学与结构设计，以及相关的运营维护与管理策略。全书深入浅出地剖析了从系统规划到具体部件选型的全过程，为轨道交通领域的工程技术人员、研究学者及相关专业学生提供了一套详实且具有实践指导意义的参考资料。 --- 第一章：城市轨道交通系统的演进与挑战 1.1 城市化进程与轨道交通的战略地位 本章首先回顾了自20世纪初至今，城市轨道交通（Mass Rapid Transit, MRT）在全球范围内的发展历程。重点阐述了在特大城市人口密度日益增加的背景下，轨道交通如何从单一的通勤工具转变为城市可持续发展、缓解交通拥堵的核心基础设施。深入探讨了现代轨道交通系统对可靠性、安全性、舒适性以及环境友好性的高标准要求，为后续的技术讨论奠定了基础。 1.2 车辆系统在整个交通链中的定位 系统性地分析了轨道交通系统（包括供电、信号、通信、线路、车辆）之间的相互作用关系。尤其强调车辆作为系统中最直接接触环境、承受载荷、实现运输功能的关键环节，其技术状态直接决定了整个系统的运行效率和维护成本。讨论了不同制式（如重型地铁、轻轨、有轨电车）在技术需求和工程复杂性上的差异。 1.3 当前轨道交通面临的主要技术挑战 本章详细列举了当前城市轨道交通发展中亟待解决的关键技术难题，包括但不限于：城市基础设施（隧道、桥梁）限制下的降噪减振需求；应对复杂曲线、坡度运营环境下的动力学稳定性；提高运营速度与载客能力对车辆结构轻量化和刚度的矛盾要求；以及极端天气和突发事件下的应急响应能力设计。 --- 第二章：轨道车辆动力学基础与模拟分析 2.1 车辆动力学的基本理论框架 本章系统介绍了车辆动力学的核心概念，包括系统的自由度、运动方程的建立方法（牛顿-欧拉法与拉格朗日法）。重点讲解了轨道车辆的简化模型构建，如两轮对模型、多体系统模型，并阐述了如何将轨道不平顺、轮轨接触几何等外部激励纳入模型分析。 2.2 轮轨关系理论与爬坡、制动稳定性 深入探讨了轮轨之间的粘着理论，包括Hertz接触理论在现代轨道车辆设计中的应用。详细分析了车辆在直线、曲线爬坡及紧急制动工况下，为保证导向安全性和防止脱轨所必须满足的动力学约束条件。讨论了通过优化轮轨踏面廓形和悬挂系统刚度来实现性能平衡的方法。 2.3 车辆振动与平顺性评价 从工程实践角度出发，详细解析了轨道车辆的振动模式（如轮对振动、转向架振动、车体振动）。引入国际通用的车辆平顺性评价指标体系（如加速度限制、噪声标准）。介绍了通过有限元分析（FEA）结合模态分析，对车体结构进行优化设计，以降低车内振动传递的工程流程。 --- 第三章：先进车辆结构设计与材料科学应用 3.1 车辆主体结构设计原则与载荷分析 本章侧重于地铁和轻轨车辆车体结构的设计规范与思路。详细解析了在疲劳寿命、碰撞安全（车端碰撞与侧向碰撞）、防火要求下，车体结构所应遵循的强度、刚度设计准则。讲解了静力分析、模态分析以及疲劳寿命预测在结构设计验证中的关键作用。 3.2 轻量化材料的引入与应用 探讨了为应对能耗和运能需求，轨道车辆结构轻量化所采用的新型材料技术。重点分析了高强度钢、铝合金在车体制造中的焊接工艺、连接技术及其性能衰减规律。同时，引入了复合材料在非承载部件（如内饰、导流罩）中的应用案例及其耐久性评估方法。 3.3 悬挂系统的设计、选型与参数优化 悬挂系统是连接车体与轮对，实现减振缓冲、导向控制的关键部件。本章详细介绍了以一级悬挂（主要为螺旋弹簧或空气弹簧）和二级悬挂（减振器和橡胶元件）为核心的悬挂系统结构。阐述了如何通过调整弹簧刚度、阻尼器特性曲线，以适应不同线路条件和运行速度，实现最佳的动力学性能匹配。 --- 第四章：轨道交通车辆的运行控制与集成技术 4.1 车辆牵引与制动系统的集成控制 阐述了现代城市轨道交通车辆采用的VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）牵引系统的工作原理及其对网络供电的影响。重点分析了再生制动、电液联合制动系统的集成控制策略，以确保制动平顺性、能量回收效率以及紧急制动时的安全性。 4.2 轮对的几何参数与磨耗管理 详细分析了轮对在制造、安装和服役过程中的几何参数（如轮径差、车轮踏面磨耗）对车辆动态性能的影响。介绍了基于几何参数的轮对镟轮（车轮镟削）标准、工艺流程以及镟削周期管理策略，这是保证轮轨接触质量和降低早期脱轨风险的核心环节。 4.3 车辆状态监测与预测性维护（PHM） 系统介绍了应用于轨道车辆的健康管理技术（Health Management）。包括振动监测、轴承温度监测、轮对踏面成像监测等在线传感器网络的构建。探讨了如何利用采集的大数据，结合故障诊断模型，实现对关键部件（如牵引系统、制动系统、轴承）的早期故障预警和基于状态的预测性维护计划制定。 --- 第五章：轨道交通车辆的运营可靠性与安全保障 5.1 车辆的疲劳寿命评估与线路适应性 本章讨论了轨道车辆工程设计中疲劳问题的重要性。介绍了基于实际运行谱的疲劳损伤累积计算方法（如Miner准则的应用），以及如何通过合理的结构设计和材料选择，确保关键承载部件达到设计寿命要求。特别分析了重载、高频次运营对结构疲劳的影响。 5.2 防脱轨与防溜车安全机制设计 从系统安全角度，深入剖析了为预防脱轨和溜车事故而设置的冗余安全机制。包括车辆动力学设计对脱轨系数的控制、紧急制动系统的独立性和可靠性设计、以及防止车辆在坡道上溜车的制动抱闸设计与联锁保护逻辑。 5.3 车辆的防火与应急疏散设计规范 详细解读了国际和国内关于轨道车辆防火设计的要求，涵盖材料的阻燃等级、车厢内部烟雾毒性控制。并从结构上探讨了防火隔断、安全窗的设置，以及在发生事故时，如何通过车内布局和应急开门系统，确保乘客快速、有序地疏散。 --- 附录：行业标准与未来发展趋势 附录部分收录了当前国内外轨道交通车辆设计与试验验证领域所参照的主要技术标准清单。并对未来轨道交通车辆技术发展方向进行了展望，包括智能巡检机器人、更高效率的能量回收技术、以及全自动运行（GoA4）对车辆接口与安全互认提出的新要求。 本书力求在理论深度与工程实用性之间找到最佳平衡点，是轨道交通车辆专业人员提升技术水平的必备参考书。

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这本《动车组转向架》的理论深度和实践广度都令人叹服。作者显然是深谙此道的专家，对转向架的结构设计、受力分析以及疲劳特性有着极其透彻的理解。书中对不同类型转向架的几何参数优化和刚度匹配进行了详尽的论述，尤其是在高速运行条件下，对轮轨关系动态特性的模拟与预测部分，简直是教科书级别的典范。我特别欣赏其中关于减振器选型和阻尼特性的分析，那部分内容不仅提供了坚实的数学模型，更结合了实际运行数据的验证，让人能够清晰地看到理论如何转化为可靠的工程实践。对于任何想深入了解现代轨道交通核心部件的工程师或研究人员来说，这本书都是一本不可多得的案头必备。它不是那种浮于表面的介绍，而是直击技术核心，让人在阅读中不断思考和进步。

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翻阅此书，我最大的感受是它体现了一种严谨的工匠精神。作者似乎对每一个螺栓的受力、每一个焊点的应力集中都进行了反复的推敲。书中对转向架在极端工况下的响应分析，比如侧向载荷的极限突破、抗侧滚刚度的设计取舍，都展现出一种对安全冗余度的极致追求。它让我深刻理解到，动车组之所以能平稳、高速运行，绝非偶然，而是无数个细微设计决策累积的结果。这本书的价值不在于它能快速教会你一个设计技巧，而在于它能塑造你对机械系统可靠性设计哲学的一种敬畏感和系统性的思维方式。对于渴望达到工程设计“化境”的读者来说，这本书是绝佳的引路石。

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这本书的编辑和排版质量值得点赞。在如此厚重的技术书籍中，能够做到章节逻辑清晰、索引详尽，实属不易。我尤其关注的是书中关于现代制造工艺的内容，它详细介绍了高强度焊接、无损检测技术在转向架装配过程中的应用。这不仅仅是设计层面的探讨，更延伸到了质量控制和生产效率的提升。我发现，作者在描述这些制造环节时，很注重标准化的流程管理，这对于我们这些在车间一线进行工艺改进的人来说，具有极强的指导意义。与市场上其他侧重于描述历史演进的书籍不同，这本书聚焦于“当下”和“未来”的先进技术应用，使它充满了鲜活的实用价值。

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我最近在进行一个关于轨道车辆动力学仿真的项目，急需一本可以提供扎实基础理论支撑的参考书。这本《动车组转向架》恰好填补了我的空白。它的材料科学部分，特别是对关键受力部件材料的疲劳寿命预测模型，是我目前工作中最需要的知识点。作者没有停留在传统的材料力学层面，而是引入了先进的损伤累积理论，并结合实际的运行环境——比如温度变化、盐雾腐蚀等因素对材料性能的影响，提供了一套更接近实际的评估体系。虽然有些章节的计算过程需要较强的数学背景，但书后附带的参考资料和术语表非常贴心，极大地帮助了我在理解和应用这些高级概念时保持准确性。这本书无疑是为行业内的资深人士准备的深度学习资源。

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说实话，拿到这本书时，我原本预期它会是一本枯燥的技术手册，充斥着晦涩难懂的公式和标准。然而，阅读体验却出乎意料的流畅和引人入胜。作者的叙事功力非凡，他巧妙地将复杂的机械原理融入到清晰的逻辑框架中。比如，在讲解转向架的平顺性和乘坐舒适性问题时，他不仅仅是罗列了各种指标，而是用生动的语言描述了“人在车上”的感受如何与设计参数挂钩，这种以人为本的视角，让原本冰冷的机械设计变得立体而富有温度。书中的图示和案例分析也做得极为出色，每一个剖面图和动态示意图都精准地服务于文字的解释，极大地降低了理解门槛。这本书的价值在于，它成功地架起了理论知识与实际工程问题之间的桥梁，让非专业人士也能窥见其精妙之处。

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