铁道车辆振动与控制

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周劲松 著
图书标签:
  • 铁道车辆
  • 振动
  • 控制
  • 轨道交通
  • 车辆工程
  • 动力学
  • 减振
  • 噪声
  • 舒适性
  • 系统分析
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出版社: 中国铁道出版社
ISBN:9787113150143
版次:1
商品编码:11105076
包装:平装
开本:16开
出版时间:2012-08-01
用纸:胶版纸
页数:186
字数:301000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

   《铁道车辆振动与控制》系统讨论了铁道车辆振动与控制的基础问题,是作者多年理论研究成果及其应用的总结。全书共分九章,从第一章至第四章,依据激励输入、计算模型、响应计算与评估的顺序,首先介绍轨道谱种类、轨道谱反演及单轨不平顺谱,然后运用影响系数法分别导出铁道车辆单车垂向及横向动力学模型;详细介绍面向对象的车辆动力学图形化建模方法,用该方法建立了单车及列车的横向和垂向动力学模型,最后给出车辆振动评价指标、各种指标的计算方法,并给出相应算例。第五章至第九章分别对车辆及列车的横向及垂向被动平稳性、平稳性主动控制进行研究,还研究了弹性车体对车辆运行平稳性的影响及其振动控制措施。提出基于模态参数的车辆动力学性能综合研究方法(SPAMP法),解析、分析了轴距滤波和定距滤波现象,讨论了几何滤波与车体弹性振动关系、弹性车体振动抑制的被动及主动控制措施。最后给出三维刚柔耦合铁道车辆动力学建模方法,运用该模型对弹性车体与转向架耦合振动进行研究。
   《铁道车辆振动与控制》适用于从事机车车辆科研-、设计及工程技术人员阅读参考,也可作为车辆工程、载运工具等专业硕士、博士研究生教材使用。

内页插图

目录

第一章 轨道不平顺谱
第一节 轨道不平顺分类
一、按统计特点分类
二、按空间存在方位分类
三、轨道不平顺描述形式
第二节 轨道不平顺的检测方法
一、弦测法
二、惯性基准法
第三节 各国轨道不平顺功率谱
一、德国高速轨道谱
二、美国谱
三、我国轨道谱
第四节 空间谱与功率谱的转化
第五节 轨道谱反演
一、三角级数法轨道谱反演原理
二、德国高速谱反演
第六节 单轨不平顺功率谱

第二章列车垂向动力学模型
第一节 单车垂向动力学模型
一、单车线性垂向动力学模型
二、单车基于MATLAB/SIMULINK的垂向动力学模型
三、单车垂向动力学模型校验
第二节 列车垂向动力学模型及其校验

第三章 列车横向动力学模型
第一节 单车横向动力学模型
一、单车线性横向动力学模型
二、单车基于MATLAB/SIMULINK的横向动力学模型
三、单车横向动力学模型校验
第二节 列车横向动力学模型及其校验

第四章 车辆振动的分析及其评价指标
第一节 随机振动的基本理论及其应用
一、随机过程
二、平稳随机过程的相关函数
三、平稳随机过程的功率谱函数
四、平稳随机响应的算法
第二节 Sperling平稳性指标
第三节 ISO振动评价标准
第四节 UIC 513舒适度标准
第五节 平稳性分析及其应用
一、铁道车辆平稳性指标分析方法
二、基于虚拟激励分析方法的平稳性指标分析及其应用

第五章 铁路客车运行平稳性与模态参数
第一节 铁路客车运行平稳性协方差分析法
一、白噪声不平顺信号输入时的系统响应
二、成型滤波器设计
三、感觉滤波器设计
四、平稳性指标及协方差计算
第二节 铁路客车运行平稳性与模态参数的关系
一、垂向平稳性与模态参数的关系
二、横向平稳性与模态参数的关系

第六章 高速列车垂向及横向被动平稳性研究
第一节 单车垂向及横向运行平稳性研究
一、单车垂向及横向响应的频域分析
二、单车垂向及横向响应的时域分析
第.二节 列车垂向及横向运行平稳性研究
一、车端悬挂对运行列车平稳性的影响
二、列车运行平稳性优化研究
第三节 铰接式高速列车运行平稳性研究
一、铰接式高速列车的垂向及横向动力学模型
二、铰接式高速列车的平稳性及其车端参数优化
三、铰接式高速列车车辆参数对平稳性影响

第七章 列车平稳性主动控制研究
第八章 弹性车体振动及其控制
第九章 高速列车弹性车体与转向架耦合振动分析
参考文献
附录A 符号说明
附录B 常见高速客车参数含义及其原始数值

前言/序言


《风蚀地貌的形成机制与动力学研究》 本书深入探讨了风蚀地貌这一独特地质现象的形成过程、演化规律及其相关的动力学机制。全书分为十一章,层层递进,旨在为读者构建一个系统、全面的风蚀地貌知识体系。 第一章 绪论 简要介绍了风蚀地貌的地理分布、研究意义以及当前在该领域的最新进展和未解决的关键问题。着重强调了风蚀地貌在干旱、半干旱地区生态环境保护、水土保持以及地质灾害预警中的重要作用。 第二章 风的运动学与动力学基础 详细阐述了风的宏观运动规律,包括风的形成、大气环流、气压梯度力、科里奥利力等对风场的影响。在此基础上,深入分析了风速、风向、湍流特性等微观动力学参数,并介绍了测量和模拟风场的方法,为后续的风蚀过程分析奠定理论基础。 第三章 风力侵蚀的基本过程 详细解析了风力侵蚀的三个基本过程:起沙(盐胀)、搬运(悬移、跃移、滚移)和堆积。通过对不同粒径土壤颗粒在风力作用下的行为进行细致描述,并结合大量实地观测和室内模拟实验数据,揭示了影响这些过程的关键因素,如风速阈值、土壤含水量、土壤结构以及地表覆盖等。 第四章 风蚀地貌的类型与特征 分类介绍了几种典型的风蚀地貌类型,包括风蚀洼地(雅丹地貌)、风蚀蘑菇、风蚀窗、风蚀石柱、风蚀壁以及石蛋等。对每种地貌的形态特征、形成条件、分布规律以及演化过程进行了详尽的描述,并配以丰富的地貌图片和地质图,帮助读者直观理解。 第五章 风蚀动力学模型 介绍了当前研究中常用的风力侵蚀动力学模型,包括经验模型、半经验模型和物理模型。分析了这些模型的原理、适用范围、优缺点以及在实际应用中的挑战。重点介绍了基于能量守恒、动量守恒以及颗粒运动学的新型模型,并探讨了数值模拟在风蚀过程研究中的应用。 第六章 干旱、半干旱区地表过程与风蚀相互作用 聚焦于干旱、半干旱地区特有的地表过程,如干裂、扬沙、沙尘暴等,并分析了它们与风蚀之间的密切关系。探讨了地表粗糙度、植被覆盖度、土壤水分等因素如何影响风蚀的强度和空间分布。 第七章 人类活动对风蚀的影响 探讨了过度放牧、不合理耕作、不恰当的工程建设等人类活动对风蚀过程的加剧作用。分析了这些活动如何破坏地表植被、改变土壤结构,从而提高地表对风力侵蚀的敏感性。 第八章 风蚀地貌的监测与遥感技术 介绍了利用遥感技术(如卫星影像、航空摄影)和地理信息系统(GIS)对风蚀地貌进行监测和评价的方法。重点阐述了如何通过遥感数据提取地表覆盖信息、土壤湿度、地貌单元等,为风蚀模型的研究和应用提供数据支持。 第九章 风蚀防治与生态恢复对策 提出了针对不同类型风蚀地貌的防治措施,包括工程措施(如设置防风林、修建沙障)、生物措施(如植树种草、改良耕作方式)以及管理措施(如合理放牧、退耕还草)。探讨了生态恢复过程中风蚀地貌的演化趋势以及长期监测的重要性。 第十章 风蚀地貌的古环境指示意义 探讨了风蚀地貌作为古环境记录载体的作用。分析了风蚀地貌的演化与区域气候变化、地质构造运动之间的关系,以及它们在古气候重建、地质年代学研究中的应用潜力。 第十一章 研究展望与挑战 总结了风蚀地貌研究的当前成就,指出了未来研究的方向,如高精度风蚀模型的发展、多尺度耦合模拟、智能化监测与预警系统的构建等。同时也分析了在数据获取、模型验证、跨学科合作等方面存在的挑战。 本书力求内容严谨,论证充分,图文并茂,适合从事地质学、地理学、土壤学、环境科学、水土保持等领域的研究人员、工程师以及相关专业的学生阅读。

用户评价

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作为一个常年在轨道上穿梭的工程师,对“铁道车辆振动与控制”这个书名,我本来抱着一种既期待又有点担忧的心情。期待是因为,这绝对是我工作中最核心、最头疼、也最需要深入理解的领域之一;担忧是因为,这类书籍往往充斥着枯燥的公式和抽象的理论,能不能真正解决实际问题,我心里没底。然而,当我翻开这本书,我立刻被它所呈现出的严谨与实用性所吸引。它并没有一开始就抛出那些令人望而生畏的数学模型,而是从最基础的“为什么会有振动”这个源头讲起,用通俗易懂的语言,结合大量的真实案例,将那些曾经让我迷惑的振动现象,如车体摇摆、轮轨冲击、结构共振等,抽丝剥茧般地剖析其产生的原因。它详尽地介绍了不同类型车辆(如高铁、地铁、货运列车)在不同工况下(如高速运行、曲线通过、不平路面)的振动特性,并且不仅仅停留在现象描述,而是深入到动力学原理层面,让我对车辆的动态行为有了全新的认识。例如,在描述转向架和悬挂系统的章节,作者通过引入简化的车辆动力学模型,清晰地展示了这些部件如何影响车辆的整体振动状态,以及如何通过优化设计来抑制不必要的振动。书中对于频率域分析和时域分析方法的阐述,也让我能够更直观地理解振动信号的特征,并学会如何通过这些分析工具来诊断故障和评估性能。更让我惊喜的是,本书并没有回避复杂的问题,而是将工程实践中遇到的许多疑难杂症,如车辆-轨道耦合振动、噪声传播机理等,都做了深入的探讨,并提出了一系列行之有效的解决方案。这本书就像一位经验丰富的老前辈,耐心地指导着我,一步一步地解开了那些困扰我许久的工程难题。

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读完《铁道车辆振动与控制》,我最大的感受是,这本书不仅仅是一本学术专著,更是一部凝聚了深厚工程智慧的实践指南。作者以其丰富的经验,将抽象的理论概念与生动的工程实例巧妙地结合在一起。我尤其欣赏书中对“车辆动力学模型”的构建和分析部分。书中从最简单的单自由度系统开始,逐步扩展到多自由度、考虑了车体变形、转向架耦合以及轮轨接触的复杂模型。作者对模型参数的选取、模型验证的方法都进行了详细的说明,这对于我们进行车辆性能仿真和设计优化至关重要。书中还深入探讨了“结构动力学”在铁道车辆中的应用,比如如何进行模态分析,找出车辆结构的薄弱环节,并如何通过结构优化来抑制共振。在“控制理论”方面,本书不仅介绍了传统的PID控制,还详细讲解了先进的自适应控制、鲁棒控制等方法在车辆减振领域的应用。作者还结合了实际的控制系统设计案例,包括传感器选择、控制器参数整定、执行器匹配等,为我们提供了宝贵的工程参考。我印象特别深刻的是书中关于“乘坐舒适性评价”的部分,它详细介绍了国际上用于评价车辆乘坐舒适度的各种指标,以及如何通过车辆振动来量化这些指标。这对于我们进行车辆设计和性能评估,提供了一个清晰的目标和评价体系。这本书的出版,无疑为铁道车辆工程领域的研究和实践,注入了新的活力。

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这本书就像一位经验丰富的导师,循循善诱地引导我深入理解铁道车辆振动与控制的奥秘。我之前对这个领域一直存在一些模糊的认识,觉得它很复杂,但又不知道从何入手。《铁道车辆振动与控制》这本书,以其系统性的结构和清晰的逻辑,彻底改变了我的看法。它从最基础的物理原理出发,逐步深入到复杂的工程应用。我印象最深刻的是书中关于“车辆动力学建模”的章节,作者详细介绍了如何从实际的车辆结构出发,建立相应的动力学模型,并考虑了各种影响因素,如车辆质量、刚度、阻尼等。他不仅给出了数学公式,更重要的是解释了这些公式背后的物理意义,让我能够真正理解模型的含义。书中对“轮轨接触动力学”的阐述也让我受益匪浅。轮轨之间的相互作用是产生车辆振动的关键,而这本书详细介绍了各种轮轨接触模型,并分析了它们对车辆动力学响应的影响。我特别欣赏书中关于“减振与隔振技术”的详细介绍。从传统的弹簧、减震器,到现代的空气悬挂、磁流变减振器,本书都进行了深入的分析,并提供了大量的工程实例。这让我能够了解各种技术的原理、优缺点以及适用范围。总而言之,这本书为我打开了一扇通往铁道车辆振动与控制世界的大门,让我能够更自信地面对和解决工作中遇到的各种挑战。

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这是一本真正能够解决实际问题的图书。我是一名在铁路线上工作的技术人员,每天都与各种各样的车辆打交道,而车辆的振动问题,可以说是伴随我们工作的始终。很多时候,我们遇到了棘手的问题,却找不到明确的解决方案,只能凭经验去处理。《铁道车辆振动与控制》这本书,就像一位经验丰富的老前辈,为我们指明了方向。它不仅仅是理论的堆砌,更是理论联系实际的典范。我特别喜欢书中对“轮轨动力学”的深入剖析。轮轨之间的相互作用是产生车辆振动的根源之一,而这本书详细地介绍了轮轨接触的非线性特性、粘着-滑动行为以及它们如何影响车辆的动力学响应。书中还针对不同的线路条件,如曲线、爬坡、下坡等,详细分析了轮轨动力学特性及其对车辆振动的影响。我印象深刻的是书中关于“车辆-轨道耦合振动”的研究。这是一个非常复杂但又至关重要的问题,它直接关系到车辆的健康度和轨道的使用寿命。本书通过详细的建模和仿真分析,揭示了车辆与轨道之间的相互作用是如何产生共振,以及如何通过优化车辆和轨道设计来抑制这种耦合振动。书中还提供了多种实用的控制策略,包括被动控制、半主动控制和主动控制,并详细介绍了各种控制器的设计和实现方法。这让我能够根据实际情况,选择最合适的控制方案,有效地解决车辆振动问题。

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作为一名铁路工程专业的学生,我对《铁道车辆振动与控制》这本书的期望很高,而这本书也远远超出了我的预期。它不仅提供了扎实的理论基础,还充满了前沿的研究成果,让我对未来的研究方向有了更清晰的认识。书中对“车辆动力学基本方程”的推导,严谨而清晰,让我能够理解车辆运动的内在规律。它详细介绍了不同简化模型的建立和应用,如刚体模型、柔性体模型等,并分析了不同模型对结果的影响。我特别喜欢书中关于“频率域分析”的部分,它让我能够从频域的角度去理解车辆的振动特性,识别出车辆的固有频率、阻尼比等重要参数,并分析不同频率的输入如何影响车辆的响应。书中还详细介绍了模态分析技术在车辆结构动力学研究中的应用,这对于我们进行车辆结构的优化设计至关重要。在“控制理论”方面,本书不仅介绍了传统的PID控制,还深入探讨了现代控制理论,如滑模控制、预测控制等在车辆减振领域的应用。作者还结合了大量的仿真结果,直观地展示了这些先进控制技术在提高车辆平稳性、降低能耗等方面的优势。书中还对“车辆-轨道动力学耦合振动”进行了深入的研究,这对于我们理解高速列车运行时的动态行为至关重要。这本书的深度和广度都让我印象深刻,它为我进行更深入的学习和研究提供了宝贵的参考。

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这是一本让我爱不释手、反复研读的著作。作为一名多年从事铁路行业的技术人员,我深知车辆振动与控制是保障行车安全、提升乘坐舒适度、延长车辆寿命的关键。然而,要真正掌握这一领域,不仅需要扎实的理论功底,还需要丰富的实践经验。《铁道车辆振动与控制》这本书,恰恰在这两方面都达到了极高的水准。它没有回避复杂的动力学模型,而是以严谨的数学语言,系统地阐述了车辆动力学方程的建立、求解以及模型参数的辨识。但它又不是一味地抛出公式,而是通过详细的推导过程和对公式背后物理意义的深入解读,让读者能够理解这些数学工具的本质。我尤其喜欢书中关于“模态分析”和“频率响应分析”的章节,它让我能够从频域的角度去理解车辆的振动特性,识别出哪些频率的振动是容易被放大,哪些是需要重点抑制的。书中还详细介绍了各种控制器的设计原理和方法,包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等,并给出了相应的应用实例。这让我能够将抽象的控制理论,转化为实际可操作的工程设计。此外,书中对于实车试验数据的处理和分析方法也做了详尽的介绍,包括信号采集、滤波、频谱分析、激振试验等。这对于我们进行车辆性能评估和故障诊断,提供了非常有价值的指导。总而言之,这本书不仅是一本理论教材,更是一本指导实践的宝典,它为我解决实际工程问题提供了强大的理论支撑和方法论指导。

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我是一个对新事物充满好奇心的铁路爱好者,尤其对那些能够让列车跑得更快、更稳、更安静的技术感到着迷。当我看到《铁道车辆振动与控制》这本书的书名时,我就知道我必须把它收入囊中。尽管我不是专业的工程师,但这本书以一种非常人性化的方式,为我打开了铁道车辆世界里的一扇新大门。它没有用过于专业的术语吓倒我,而是从最基础的物理现象讲起,比如列车在铁轨上行驶时会产生各种各样的“震动”和“噪音”,这些是怎么来的?这本书用生动有趣的语言,结合大量的图例和动画模拟,让我能够非常直观地理解这些复杂的现象。它解释了为什么高速列车需要特殊的减振设计,为什么不同的车辆会产生不同的振动模式,甚至还讲到了车厢里的乘客在列车运行时会感受到什么样的“不适感”。我特别喜欢书中关于“舒适性评价”的部分,它引入了一些国际上通用的评价指标,并且详细讲解了这些指标是如何计算的,以及它们与乘客的感知有什么关系。这让我能够从一个全新的角度去理解“好”的列车和“不好”的列车之间的区别。这本书还探讨了如何通过先进的技术来“控制”这些不必要的振动和噪音,比如使用更先进的减振材料、设计更智能的悬挂系统,甚至是一些听起来非常“未来感”的主动控制技术。虽然我可能无法完全理解所有的数学公式,但这本书所展现出的那种对技术进步的追求,以及对乘客体验的极致关注,让我深受感动。

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对于很多工程领域的书籍来说,最让人诟病的一点就是理论脱离实际。但《铁道车辆振动与控制》这本书,在这方面做得非常出色。它不仅仅是理论的堆砌,更是理论与实践的完美结合。在阅读过程中,我常常会发现书中描述的案例,正是我在实际工作中遇到的难题。比如,书中对车辆在不平轨道上运行时的响应分析,以及针对不平轨道引起的额外振动和噪声,提出了多种控制策略。这对于我们这些经常需要在各种复杂线路环境下运行车辆的工程师来说,简直是及时雨。它不仅解释了为什么会出现这些问题,更提供了切实可行的解决方案,比如优化悬挂参数、设计更先进的减振器、甚至提出一些创新的轨道设计建议。我特别欣赏书中关于“车辆-轨道耦合振动”的章节,这个概念一直是我理解车辆动力学的一个难点。这本书用非常清晰的图示和详实的理论推导,让我彻底理解了车辆和轨道之间相互作用的复杂性,以及这种耦合振动是如何导致更严重的健康度下降和部件损坏的。作者还引用了大量的国内外研究成果和实际工程案例,让我能够站在巨人的肩膀上,学习和借鉴前人的经验。书中对于各种控制方法的介绍,从传统的被动控制,到先进的主动和半主动控制,都做了非常深入的剖析,并且结合了具体的控制算法和实现方案。这让我能够根据实际需求,选择最适合的控制策略,并有效地应用于车辆的设计和改进中。

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坦白说,我不是科班出身的动力学专家,更多的是一个在实践一线摸爬滚打的“老工头”。所以,当我拿到《铁道车辆振动与控制》这本书时,我心里其实是打鼓的。我害怕它又是那种“只可远观,不可亵玩”的理论大部头,读起来像嚼蜡一样,对实际工作帮助甚微。但这本书,真的让我大跌眼镜。它的语言风格非常亲切,就像一位老朋友在跟你聊工作上的心得体会。它不会上来就跟你讲一大堆复杂的数学公式,而是从最基础的物理概念入手,把振动这个抽象的东西具象化。比如,它会用非常形象的比喻来解释什么是频率、什么是阻尼,让我这个非专业人士也能很快理解。然后,它会把这些基础知识应用到铁道车辆的实际问题上。你遇到的各种奇怪的“嘎吱嘎吱”声,车体不正常的晃动,甚至是一些难以捉摸的故障,这本书里都能找到根源。它不是简单地列举问题,而是深入到机械结构、材料特性、运行环境等多个维度去分析,让你明白为什么会出现这些现象。我印象最深的是关于转向架设计的一章,作者非常详细地讲解了不同转向架结构的优缺点,以及它们对车辆振动性能的影响。他还结合了大量的仿真计算结果和实车试验数据,让我能够清晰地看到理论模型与实际情况的差异,以及如何根据实际需求来选择和优化转向架设计。这本书的好处在于,它不仅仅告诉你“是什么”,更重要的是告诉你“为什么”,以及“怎么办”。它提供了一套完整的解决问题的思路和方法,让我能够举一反三,在面对新的问题时,也能有条不紊地进行分析和解决。

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在现代交通运输领域,铁道车辆的平稳性和安全性是衡量其先进性的重要标志,而这背后离不开“振动与控制”这一核心技术。《铁道车辆振动与控制》这本书,正是聚焦于这一关键领域,并将其阐述得淋漓尽致。我特别欣赏本书在介绍基本概念时所采用的“由浅入深”的教学方法。它没有一开始就陷入复杂的数学推导,而是从宏观的角度,勾勒出铁道车辆动力学研究的整体框架,然后逐步深入到微观层面,剖析各个部件的振动特性。例如,在讲解车体动力学时,作者详细分析了车架、车体以及车内设备等不同部分的振动传递路径,以及它们之间的耦合关系。在讨论转向架系统时,书中不仅介绍了不同类型的转向架结构,还详细分析了其在轮轨相互作用、曲线通过等工况下的动力学行为。对我而言,最具有价值的是本书对“主动控制”和“半主动控制”技术的深入探讨。这些技术代表了当前铁道车辆振动控制的前沿方向,本书详细介绍了各种主动阻尼器、磁流变减振器等新型控制装置的工作原理、设计方法和应用效果。作者还结合了大量的仿真结果和实际测试数据,直观地展示了这些先进控制技术在降低车辆振动、提升乘坐舒适性、减少轨道损伤等方面的巨大潜力。此外,本书对车辆-轨道动力学耦合振动的研究,也为我们理解高速运行下的车辆动态行为提供了深刻的洞见。

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