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出版者:人民邮电

作者:方大千

出品人:

页数:245

译者:

出版时间:2007-1

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787115164476

丛书系列:

图书标签:

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• 运行维护
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铁道车辆转向架设计与应用：理论基础与工程实践 本书聚焦于现代铁道车辆核心部件——转向架的设计、分析、制造与应用，深入剖析其在高速、重载、城轨等复杂工况下的工程挑战与解决方案。 --- 第一部分：转向架理论基础与动态性能分析 第一章：转向架结构演化与基本原理 本章追溯了铁路车辆悬挂系统的发展历程，从早期的简单连接结构到现代高度集成化的柔性转向架。详细阐述了转向架作为连接轮对与车体、实现导向、承载和减振功能的关键作用。内容涵盖了不同类型转向架的结构特点（如H型、π型、双摇枕式等）及其适用场景。重点解析了转向架在车辆动力学中的基本概念，如刚度、阻尼特性、几何导向原理等。 第二章：轮轨关系与车辆动力学基础 深入探讨了轮轨接触的赫兹理论及实际工况下的接触椭圆模型。详细分析了车辆直线行驶、曲线通过时的轮轨力计算方法，包括轴重分配、横向力生成机制。系统讲解了车辆动力学中的关键指标，如爬轨系数、轮对横向力与轴重比。引入了车辆振动理论，从单自由度到多自由度系统，分析了车辆的垂向、横向和扭转振动模式，为后续的系统设计提供理论支撑。 第三章：转向架的平顺性与导向特性 本章核心关注转向架如何保证列车的运行平顺性与曲线通过能力。详细分析了转向架的导向机构设计，包括轴箱定位、弹性横向支撑系统的刚度分配。阐述了“刚性导向”与“柔性导向”的设计哲学及其对轮缘磨耗和爬轨风险的影响。通过建立数学模型，分析了转向架在不同速度下通过不同曲率半径曲线时的力学响应，包括脱轨系数的评估与控制策略。 第四章：转向架的动力学稳定性分析 稳定性是高速及重载转向架设计的生命线。本章系统介绍了转向架的蛇形运动（摇摆）与低频不稳现象。详细分析了导致转向架失稳的临界速度判据，包括基于特征值分析（Eigenvalue Analysis）和时域积分（Time-Domain Integration）的数值方法。探讨了如何通过优化悬挂参数（如一系和二系弹簧的刚度、阻尼器的特性）来拓宽稳定工作范围，避免车轮的过度磨损和危险的脱轨倾向。 --- 第二部分：转向架结构设计与关键元件技术 第五章：转向架基本结构设计与材料选择 本章深入讲解了转向架“ H ”型或“π”型构架的结构设计规范与计算方法。内容包括：构架的静力强度校核（梁的弯曲、扭转和局部受力）、疲劳强度评估（尤其关注焊缝和应力集中区域）。详细对比了铸钢、焊接钢结构以及新型复合材料在转向架制造中的优缺点，并介绍了现代设计中广泛采用的有限元分析（FEA）在强度验证中的应用流程。 第六章：一系悬挂系统——轴箱与弹簧组 一系悬挂是轮对与转向架构架之间的第一道缓冲。本章详细介绍了不同类型轴箱（弹性轴箱、刚性轴箱）的设计原理及其对轮轨接触力的影响。重点阐述了螺旋弹簧、空气弹簧（包括自动水平调节功能）的选型、刚度匹配与布置方式。分析了阻尼器在一系悬挂中的作用，以及如何利用阻尼器特性来控制轮对的垂向和横向振动。 第七章：二系悬挂系统——构架与车体连接 二系悬挂是提高乘坐舒适性和控制车体振动的关键。本章深入分析了垂向和横向的空气弹簧系统设计，包括其非线性特性与工作原理。详细探讨了横向缓冲器、垂向缓冲器（限位块）的设计目标、结构形式（如橡胶元件、油压缓冲器）及其对系统整体阻尼特性的贡献。阐述了如何通过优化二系悬挂的刚度分配，实现车体低频固有振动的隔离。 第八章：制动系统集成与轮对保护装置 转向架必须与制动系统高效集成。本章介绍了盘式制动系统（车轮盘式与轴盘式）的安装布局、制动力分配的考虑因素，以及抱闸器的设计细节。重点讲解了车轮保护装置，如踏面清理装置、防止车轮空转和打滑的传感器安装位置与工作逻辑。此外，还涉及了轮对磨耗监测接口的预留与集成技术。 --- 第三部分：制造、试验与应用工程 第九章：转向架的制造工艺与质量控制 本章覆盖了转向架从下料到总装的系列化制造流程。详细介绍了重型构架的焊接工艺要求（包括预热、焊后热处理和无损检测NDT，如超声波探伤和磁粉探伤）。阐述了关键零部件（如轴箱、摇枕、导框）的精密加工技术。强调了在制造过程中对几何尺寸精度和内部缺陷的严格控制标准。 第十章：转向架的台架试验与运行验证 转向架的设计验证是确保安全可靠的关键环节。本章详细介绍了转向架必须通过的各项强制性试验，包括：静态强度试验（极限载荷工况）、疲劳寿命试验（模拟数百万公里运行工况）、动态性能试验（在激振台上模拟直线及曲线运行，测量关键点的加速度和力值响应）。讲解了试验数据的采集、分析方法以及如何将台架试验结果反馈至设计优化。 第十一章：高速与重载环境下转向架的特殊挑战 针对不同运行环境，转向架的设计需求存在显著差异。本章对比分析了： 1. 高速动车组转向架：对轻量化、高稳定性（抑制蛇行运动）、制动热稳定性的极致要求。 2. 重载货运转向架：对承载能力、抗冲击能力、抗爬轨能力（尤其是在低速曲线通过时）的强调。 3. 城轨/地铁转向架：对降噪、紧凑结构设计以及频繁启停工况下部件寿命的关注。 第十二章：转向架的维护、诊断与寿命预测 本章关注转向架的全生命周期管理。介绍了转向架日常检查的关键点（如焊缝、悬挂元件的磨损或老化）。阐述了基于传感器技术（如加速度计、应变片）对转向架健康状态的实时在线监测技术（Condition Monitoring）。最后，探讨了基于疲劳损伤累积模型和实际运行载荷谱的转向架剩余寿命预测方法，指导科学的维修决策。 --- 本书旨在为铁路车辆工程师、结构设计人员、动力学研究者及轨道交通设备维护人员提供一本全面、深入、兼具理论深度与工程实用性的参考专著。

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这本书的插图和图示部分着实让人眼前一亮。我记得特别清楚，在讲解某些复杂的电气原理时，作者似乎非常擅长用最直观的视觉语言来传达信息。比如，涉及到高压设备内部结构的三维透视图，那种清晰度和细节的还原度，即便是像我这样在行业里摸爬滚打了一阵子的人，都能感到受益匪浅。很多教科书上的图样，要么过于简化，要么就是黑白印刷的线条图，看久了眼睛疼，也抓不住重点。但这本不同，它在关键部位用了彩色标记，对不同电压等级和绝缘材料的区分做得非常到位。阅读体验上，图文配合的节奏把握得很好，理论讲解完后紧跟着就是相应的结构图解，极大地降低了理解抽象概念的门槛。尤其对于刚入行的新手，或者需要快速回顾某个设备内部工作状态的技术人员来说，这些视觉辅助材料的价值是无法估量的。我甚至带着这本书去现场，对比着图纸检查线路连接的实际情况，发现很多在现场容易混淆的端口标识，在书里的图示中都有明确的注释和区分，这在实际工作中是非常宝贵的工具书性质的体现。

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从内容组织结构上来看，这本书的逻辑性布局堪称一绝，它巧妙地平衡了广度和深度。它没有试图包罗万象地去罗列所有变电所设备的每一个螺丝钉的型号，而是聚焦于“实用”二字，将重点放在了那些最常见、最容易出问题，同时也是最考验维修人员基本功的核心环节。这种筛选能力非常体现作者的专业水准。它不是一本写给设备制造商的说明书，也不是一本纯粹的学术专著，而是一本真正为一线运行和维护人员量身定制的实用手册。我发现它在介绍故障诊断时，总是采用“现象—可能原因—排查步骤—预防措施”的闭环结构，这种结构极其高效。比如，当描述继电保护装置误动作时，作者会系统性地梳理从外部环境干扰到内部元件老化等所有可能的诱因，并且为每一种原因提供了清晰的检查清单。这种条分缕סת的结构，使得我们在遇到实际问题时，可以迅速定位到最相关的章节，快速找到解决问题的切入点，而不是在大部头的书中迷失方向。

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这本书的语言风格，用“平易近人”来形容可能都不够贴切，它更像是一位经验丰富的老工程师在跟你面对面、带着几分幽默感地讲解工作中的“坑”和“窍门”。我特别欣赏作者处理技术术语的方式。它不像某些标准化的技术文档那样，满篇都是拗口的专业术语，每一个词都要查好几遍字典。相反，它会先用最通俗的语言解释现象，然后才引入规范的术语，并且常常会穿插一些“业内人士都知道，但很少有人会告诉你”的小贴士。例如，在谈到变压器油中水分的控制时，书中不仅提到了标准的检测指标，还详细描述了在潮湿季节，如何通过观察现场维护记录中的异常波动，提前预判可能出现的绝缘击穿风险。这种带着强烈实践色彩的叙述方式，让枯燥的理论知识瞬间变得鲜活起来，读起来一点都不觉得费劲，反而像是在听一个精彩的案例分享会，让人忍不住一口气读完一个章节，生怕错过任何一个能提升实操技能的细节。

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这本书在对设备维护保养环节的阐述上，展现出了一种近乎苛刻的严谨性。这不仅仅是停留在标准作业程序（SOP）的层面，而是深入到了对细节的关注和对潜在风险的预判。比如，在讲解大型断路器的定期检修时，它不仅提到了油位和气压的检查，还专门开辟了一小节来讨论不同厂家在合闸机构润滑油牌号上的细微差异及其对操作机构寿命的影响。这种对“微末”细节的捕捉和强调，对于追求设备长期稳定运行的专业人士来说，无疑是极具价值的。书中强调的很多维护周期和检查频率，似乎都经过了长期的运行数据验证，而不是简单的理论推算。读完相关章节，我明显感觉到自己对“预防性维护”的理解提升到了一个新的高度，不再是机械地执行任务，而是带着一种对设备“健康状况”的深度洞察去进行工作，这对于延长设备服役周期和保障电网安全至关重要。

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我注意到这本书在“问答”的形式上做得非常到位，它成功地将传统技术书籍的深度和技术手册的便捷性结合起来了。每一个问题都不是那种泛泛而谈的理论疑问，而是那种在实际工作中，你挠着头皮思考了很久、却找不到标准答案的“疑难杂症”。例如，书中会直接抛出“在特定季节，为什么某型号的GIS（气体绝缘开关设备）在带电荷合闸时容易出现异常噪音？”这类非常具体的问题。随后给出的解答，往往是多角度的综合分析，可能涉及到环境温湿度、操作人员的习惯性动作，甚至是设备制造批次带来的工艺差异。这种问答设计极大地增强了读者的代入感和亲切感，仿佛你身边的同事正在为你答疑解惑。它极大地弥补了标准技术资料中往往忽略的那些“灰色地带”和“经验依赖”的部分，真正做到了以解决问题为核心的知识传递，让学习过程充满了探索和发现的乐趣。

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