具体描述
《高等学校机械设计制造及其自动化专业"十一五"规划教材·工程材料及应用》按照高校教改要求，以国家教育部最新颁布的《工程材料及机械制造基础课程教学基本要求》中工程材料的基本教学内容和要求为依据，对现有的相关教材进行了必要的分析，汲取了国内外同类教材的某些优点，并结合相关院校的教改成果及作者多年的教学经验编写而成。
《高等学校机械设计制造及其自动化专业"十一五"规划教材·工程材料及应用》以化学成分、工艺→组织、结构→性能→用途为主线，将金属与非金属材料结合在一起，既突出共性，又兼顾个性；从理论上简明扼要地论述了材料的成分、结构、组织与性能的关系，并着重叙述了材料改性的原理、方法，以及常用工程材料的成分、结构、性能和用途；从选材和材料改性等方面介绍了工程材料的实际应用。书中基本术语和材料牌号等都采用了新标准。
《高等学校机械设计制造及其自动化专业"十一五"规划教材·工程材料及应用》既可作为高等院校本科机械类和近机类专业的教材，亦可作为高职、高专院校相关专业的教材和有关专业人员的参考书。
铁道车辆设计与制造技术 本书聚焦于现代铁道车辆的结构设计、材料选择、制造工艺以及动态性能分析等核心领域，旨在为铁路工程、车辆设计与制造、以及轨道交通运营维护领域的专业人士和学生提供全面而深入的参考资料。 --- 第一部分：铁道车辆基础理论与结构设计 第一章 铁道车辆基本原理与发展历程 本章追溯了铁路运输系统的演变，从蒸汽时代到高速电气化时代，重点分析了不同历史时期对车辆结构强度、重量分布和舒适性提出的新要求。详细阐述了轮轨关系的基本理论，包括轮对滚动、蛇形运动和脱轨风险的初步评估。探讨了不同类型车辆（客车、货车、动车组）的功能定位及其基本结构布局的差异性。 第二章 车辆基本结构单元的强度分析 深入解析了构成铁道车辆的主要承载结构——车体、转向架和耦合器的设计原理。 车体结构设计： 详细介绍了箱形结构、桁架式结构和焊接式车体的设计要点。讨论了疲劳载荷分析在车体设计中的重要性，包括对碰撞事故中能量吸收区域的设计规范。重点分析了侧墙、顶盖和底架的受力特性，以及如何通过有限元分析（FEA）优化结构强度与自重比。 转向架设计理论： 转向架是实现车辆走行安全和舒适性的关键。本章系统介绍了不同类型的转向架（如两系、三系转向架），包括其一系和二系悬挂系统的组成、刚度和阻尼特性的计算方法。深入探讨了如何通过调整悬挂参数来平衡粘着性能和轮轨力，以减少轨道的损伤。 连接与缓冲装置： 阐述了车钩和缓冲器的设计标准，包括其在纵向冲击载荷下的工作机理、能量吸收能力以及疲劳寿命要求。 第三章 车辆的动力学基础 车辆动力学是确保列车在高速和复杂线路条件下安全稳定运行的科学。 线性与非线性动力学模型： 介绍了构建车辆多体动力学模型的必要步骤，包括对轮轨接触几何、悬挂系统特性以及外部激励（如轨道不平顺）的数学描述。区分了线性化模型在稳态分析中的应用和非线性模型在极限工况分析中的必要性。 走行稳定性分析： 核心内容聚焦于导向稳定性（即防止车轮发生侧向失稳，引发脱轨）的判据，如“五分之一车轮轮径比”等经验法则的理论基础。分析了轮轨力与横向加速度之间的耦合关系，并介绍了如何通过优化轮廓和悬挂系统来提升高速稳定性。 平稳性与舒适度评估： 定义了车辆平稳性的量化指标（如加速度峰值和均方根值），探讨了轨道质量等级对车内振动环境的影响，并介绍了通过结构阻尼和吸振元件改善乘坐体验的技术。 --- 第二部分：材料选择与先进制造技术 第四章 铁道车辆用关键材料 本章专注于现代轨道车辆设计中对材料性能的严苛要求。 车体用高强度钢与铝合金： 对比分析了传统低合金钢、微合金高强钢（如TH500系列）以及铝合金在强度、焊接性能、疲劳抗力和碰撞吸能特性方面的优劣。详细介绍了为满足轻量化需求而采用的先进焊接和连接技术（如搅拌摩擦焊）。 转向架与轮对用特种钢材： 探讨了用于制造高载荷部件（如枕梁、心盘）的低碳高强度钢和蠕变抗性钢的冶金特性。重点分析了车轴和车轮用钢在承受反复交变应力下的断裂韧性要求和无损检测标准。 非金属材料应用： 介绍了复合材料（如玻璃纤维增强塑料/碳纤维增强塑料）在内饰件、受电弓罩以及新型减震部件中的应用，重点讨论了其耐候性、阻燃性和结构集成能力。 第五章 车辆关键部件的制造工艺 本章详细介绍了从原材料到成品组装的先进制造流程。 车体制造： 阐述了自动化焊接生产线的布局与控制，重点分析了大型单元的矫正技术和整体涂装流程。讨论了如何利用激光跟踪系统确保车体几何精度。 转向架与轮对加工： 介绍了车轴的精密锻造、热处理工艺（如感应淬火）以提高表面硬度和抗疲劳性。轮箍的预应力安装技术和轮对的动平衡试验流程被详尽描述。 连接与装配技术： 深入讲解了高强度螺栓预紧力的控制、粘接技术在轻量化结构中的应用，以及对关键连接点的疲劳寿命进行评估的方法。 --- 第三部分：系统集成与现代控制技术 第六章 制动系统与牵引系统集成 本章探讨了列车主动与被动安全系统的集成设计。 制动系统性能设计： 详细分析了气动制动、电空联合制动以及再生制动系统的匹配与控制策略。重点讨论了列车制动距离的计算模型、热稳定性分析（针对车轮和闸片的热影响）以及防粘着控制（Slippery Rail Control）的原理。 牵引供电与能效管理： 介绍了交流牵引系统的工作原理，包括VVVF变频器对电机扭矩的精确控制。讨论了能量回收技术在动车组中的应用及其对电网负荷的影响。 第七章 列车信息与故障诊断系统 本章关注现代车辆智能化对运营维护的提升。 车载传感与数据采集： 介绍了用于实时监测轴温、轮缘磨耗、车体加速度和制动系统状态的传感器技术。 状态检修（CBM）基础： 阐述了如何利用采集到的数据进行趋势分析和剩余寿命预测，从而将传统的定期维修模式转变为基于实际状态的预测性维护，以最大化车辆的运营可用性。 --- 第四部分：特定车辆设计考量 第八章 高速动车组设计挑战 本章专门针对高速运行带来的特殊空气动力学和结构需求。 气动耦合效应： 分析了列车通过隧道、接近其他列车时产生的压力波、气动阻力以及升力对车辆稳定性的影响。讨论了对头罩和车体外部流线设计的优化措施。 高速转向架的特殊要求： 阐述了为抑制高速蛇行运动而采用的导向刚度控制技术和主动悬挂系统的基本概念。 第九章 货运车辆重载与模块化设计 针对重载、长距离货运的需求，本章分析了： 轴重限制与载荷分布： 如何在保证结构安全的同时，优化车体与底架的结构，以适应不同货物密度的装载要求。 模块化与互换性： 探讨了标准化轮对、转向架与车体接口的设计，以简化不同国家或不同线路间的车辆适应性调整。 --- 结论：未来趋势展望 本书最后对未来铁道车辆的发展方向进行了展望，包括轻量化复合材料的大规模应用、智能传感网络在全生命周期管理中的深化，以及更高速度等级下对轮轨动态交互的更精细化控制技术。 附录：常用国际标准与规范引用 （收录了UIC、AAR、EN等相关标准中关于强度校核、疲劳试验和接口尺寸的关键参数摘要。）
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