目 錄**章 緒論 1**節 我國軌道交通發展概況及動力學問題 1一、我國高速鐵路發展概況 1二、我國重載運輸發展概況 6三、既有鐵路提速發展概況 7四、城市軌道交通發展概況 9第二節 輪軌系統動力學的發展概況 12一、輪軌系統動力學相關研究 12二、輪軌系統動力學發展概述 15三、隨機振動理論及其在軌道振動分析中的應用 17第三節 車輛-軌道-路基系統動力學的研究內容 19課后習題 22第二章 輪軌關系 23**節 輪軌接觸幾何關系 23一、輪對基本特征 23二、鋼軌基本特征 24三、剛性輪對導向原理 25四、輪軌平面接觸幾何關系 29五、輪軌三維接觸幾何關系 32第二節 輪軌接觸力學關系 35一、輪軌赫茲接觸理論 35二、輪軌非赫茲接觸理論 38三、輪軌蠕滑與蠕滑率 38四、線性蠕滑理論 43五、非線性蠕滑理論 45課后習題 47第三章 車輛振動分析方法 48**節 車輛構造及振動形態 48一、轉向架 49二、輪對及走行原理 52三、彈簧裝置 53四、減振裝置 55五、車輛振動形態 57六、坐標系定義及車輛振動自由度 58第二節 車輛垂向振動分析模型 59一、單自由度車輛垂向振動模型 59二、二自由度車輛垂向振動模型 64三、應用哈密頓原理建立車輛振動方程 66第三節 車輛橫向振動分析模型 74一、搖動臺的等效橫向剛度 75二、車體滾擺自由振動 75第四節 車輛空間振動分析模型 76一、分離體平衡法 77二、哈密頓原理 78三、矩陣組裝法 81第五節 車輛蛇行運動 82一、自由輪對蛇行運動 83二、剛性轉向架的蛇行運動 85三、彈性轉向架的蛇行運動 86第六節 車輛動態曲線通過 88一、自由輪對曲線通過 89二、轉向架曲線通過 91三、車輛非線性動態曲線通過 95四、影響曲線通過的因素 95課后習題 96第四章 軌道振動分析方法 97**節 軌道結構 97一、鋼軌 97二、軌枕 98三、扣件 100四、有砟道床 100五、無砟道床 102六、軌道結構模型化 105第二節 軌道垂向振動分析模型 105一、軌道垂向振動集總參數模型 105二、連續彈性支承疊合梁軌道模型 108三、連續彈性點支承梁軌道模型 110四、彈性點支承軌道模型有限元法求解 111五、彈性點支承軌道垂向振動模態法求解 116第三節 軌道垂向振動特性穩態解 122一、無阻尼軌道雙層疊合梁模型振動解析解 122二、有阻尼軌道雙層疊合梁模型振動解析解 125三、軌道垂向振動共振頻率特性分析 126第四節 軌道垂向振動頻域解 127一、振動分析中的時頻轉換 127二、振動系統的傳遞函數與脈沖響應 129三、軌道系統的傳遞函數 131第五節 移動荷載作用下的軌道振動特性 133一、連續彈性基礎上單層梁軌道模型 133二、軌道振動與軌道臨界速度的傅里葉變換法 135第六節 軌道橫向振動計算模型 139一、軌道橫向振動分析模型 139二、連續彈性軌道橫向振動求解 140第七節 軌道縱向振動計算模型 143一、軌道縱向振動分析模型 143二、連續彈性軌道縱向振動求解 144課后習題 145第五章 路基振動分析方法 147**節 路基構造 147一、路基本體 147二、過渡段 151第二節 道床及路基的振動參數計算 153一、散粒結構參振質量及剛度的近似計算方法 153二、道床路基的振動參數計算 156第三節 路基振動分析的分層建模方法 158一、路基分層疊合梁模型 158二、分層疊合梁模型的求解方法 160第四節 路基振動分析的有限單元建模方法 163一、平面應變問題的有限單元方法 163二、平面應力問題的有限單元方法 165三、空間有限單元建模方法 165四、道床與路基無拉應力模型 167五、道床應力的隨機有限元分析 168第五節 路基振動分析的其他建模方法 169一、離散元模型 169二、彈性半無限空間建模方法 171課后習題 173第六章 輪軌系統耦合振動分析方法 174**節 車輛-軌道垂向耦合振動分析模型 174一、車輛-軌道垂向耦合振動平面模型 174二、車輛-軌道垂向耦合振動空間模型 179三、車輛-軌道-路基垂向耦合模型 180第二節 車輛-軌道空間耦合振動分析模型 182一、半車-軌道空間耦合振動模型 183二、全車-軌道空間耦合振動模型 184第三節 輪軌系統激振源 185一、脈沖激勵模型 185二、諧波激勵模型 190三、動力激勵模型 192四、隨機激勵模型 193第四節 連續支承軌道耦合模型的導納法求解 199一、單輪-連續支承梁軌道模型的求解 199二、轉向架-連續支承軌道模型的求解 201第五節 車輛-軌道垂向耦合振動模型的頻域求解 203一、全車-軌道垂向耦合平面模型振動方程的組建 203二、半車-軌道垂向耦合空間模型振動方程的組建 205三、半車-軌道垂向耦合空間模型的頻域求解 208第六節 半車-軌道空間耦合振動模型的時域求解 212一、模型特點描述及變量選擇 212二、系統動能、勢能、虛功及振動方程的組建 213三、振動方程的求解方法及過程 217課后習題 224第七章 輪軌系統動力學軟件簡介 225**節 Universal Mechanism 225一、概述 225二、軟件架構和模塊組成 225三、UM鐵道車輛動力學仿真實例 227第二節 ADAMS 232一、概述 232二、ADAMS/Rail 233三、ADAMS/Rail運用實例 235第三節 ANSYS/LS-DYNA 244一、概述 244二、ANSYS/LS-DYNA功能概述 244三、ANSYS/LS-DYNA應用實例 246第四節 SIMPACK 249一、概述 249二、SIMPACK在鐵道行業的應用 249三、SIMPACK輪軌模塊特點 250四、SIMPACK應用實例 251第五節 TWINS 256一、概述 256二、TWINS原理介紹 257課后習題 259參考文獻 261