本书详细介绍了作者原创的轮轨系统摩擦自激振动引起钢轨波磨的理论和研究成果，发展和完善了钢轨波磨和车轮多边形磨耗理论体系，对传统钢轨波磨理论的局限性进行了深度的评述，指出其存在的问题。全书共16章，在理论上客观重现了小半径曲线内轨出现波磨但外轨无波磨的常见波磨现象，定量地总结出钢轨波磨发生的规律性，揭示了轮轨滑动是钢轨波磨发生的根本原因，提出了由波长固定机理、材料损伤机理和振动相位固定机理组成的更为完整的钢轨波磨理论体系，阐述了钢轨波磨理论模型验证的一般方法和无波磨车轮的概念，最后从车轮波磨的角度研究了高速和地铁列车车轮多边形磨耗的发生机理及其控制措施。
更多科学出版社服务，请扫码获取。
1983年本科毕业于长沙铁道学院机械系铁道车辆专业，获得工学学士学位；
1988年硕士研究生毕业于西南交通大学机械工程二系车辆动力学专业，获得工学硕士学位，同年留校工作；
2002年博士研究生毕业于西南交通大学机械工程学院，获得工学博士学位。[1] 1983.7-1985.8
铁道部柳州机车车辆厂
[2] 1988.4-至今
西南交通大学牵引动力国重室摩擦学所交通运输工程，载运工具运用工程1.教育部自然科学一等奖，"微动磨损理论"，2003年，排名第3.（本书依托）
2.国家自然科学二等奖，"微动摩擦学研究"，2006年，排第3. （本书依托）
3.四川省突出贡献专家，2011年.
目录
第1章 钢轨波磨研究概述 1
1.1 问题的提出 1
1.2 钢轨波磨理论 2
1.2.1 轮轨滚动接触摩擦功 2
1.2.2 波长固定机理 3
1.2.3 钢轨损伤机理 9
1.2.4 轮轨接触滤波 10
1.3 钢轨波磨的控制方法 11
1.4 钢轨波磨理论与研究存在的问题 12
参考文献 15
第2章 轮轨滚动接触蠕滑力及滑动问题 17
2.1 轮轨接触几何关系 17
2.2 弹性体赫兹接触理论 17
2.3 轮轨接触蠕滑力理论 21
2.3.1 轮轨蠕滑率的定义 21
2.3.2 Kalker 线性蠕滑力理论 22
2.3.3 非线性蠕滑力理论 23
2.4 轮轨的滚动与滑动问题 26
2.5 车辆通过曲线线路的轮轨滑动问题 27
2.5.1 SIMPACK多体动力学软件 28
2.5.2 SIMPACK运动方程建立 28
2.5.3 车辆动力学仿真 31
2.5.4 车辆-轨道系统的动力学模型 32
2.5.5 车辆通过曲线线路的动力学仿真 34
2.5.6 轮轨间的相互作用力 35
2.6 牵引或者制动工况下的轮轨滑动问题 40
参考文献 42
第3章 摩擦自激振动理论 43
3.1 摩擦自激振动机理介绍 43
3.1.1 黏着-滑动机理(摩擦力-相对滑动速度关系的负斜率机理) 44
3.1.2 自锁-滑动机理 46
3.1.3 模态耦合机理 47
3.2 摩擦自激振动的有限元建模方法 48
3.2.1 通过几何耦合方式添加摩擦力作用 48
3.2.2 通过数学方法添加摩擦力作用 49
3.2.3 摩擦自激振动的分析方法 53
3.3 摩擦自激振动理论的试验验证 60
3.3.1 金属往复滑动摩擦自激振动试验系统简介及试验结果 60
3.3.2 金属往复滑动系统的有限元建模 62
3.3.3 金属往复滑动系统的有限元复特征值分析 63
3.3.4 金属往复滑动系统的有限元瞬时动态分析 66
参考文献 68
第4章 钢轨波磨发生的规律性研究 70
4.1 地铁线路钢轨波磨初始形成以及发展过程的跟踪调查研究 71
4.1.1 曲线半径R=350m曲线钢轨波磨初始形成和发展过程的跟踪调查 71
4.1.2 曲线半径R=600m曲线钢轨波磨初始形成和发展过程的跟踪调查 80
4.2 地铁站间 S 形曲线区段钢轨波磨的调查 85
4.3 地铁线路 R=500m 曲线钢轨波磨的调查 89
4.4 其他地铁线路钢轨波磨的调查 91
4.5 干线铁路钢轨波磨照片 95
4.6 钢轨波磨发生率的调查统计 96
4.6.1 地铁线路钢轨波磨发生率 96
4.6.2 干线铁路钢轨波磨发生率 97
4.7 钢轨波磨发生的规律性 97
参考文献 98
第5章 轮轨系统摩擦自激振动引起钢轨波磨的建模方法研究 100
5.1 轮轨系统组成 101
5.2 轮轨系统摩擦自激振动有限元模型 101
5.2.1 轮轨系统简化模型 101
5.2.2 单轮对-轨道-轨枕系统模型 103
5.2.3 单轮对-轨道-轨道板系统模型 105
5.2.4 单轮对-轨道-浮轨式减振扣件-轨道板系统模型 107
5.2.5 单轮对-轨道-梯形轨枕系统模型 109
5.3 轮轨系统摩擦自激振动模型的精细研究 110
5.3.1 多 轮对-轨道系统摩擦自激振动模型 110
5.3.2 轮对-轨道系统摩擦自激振动模型的约束问题 111
5.3.3 轮对-轨道系统摩擦自激振动模型中扣件的模拟方法研究 113
5.3.4 轮对纵向位置对钢轨波磨频率的影响 117
5.3.5 钢轨用实际曲线模拟的轮轨系统摩擦自激振动研究 118
参考文献 119
第6章 小半径曲线钢轨波磨发生机理的研究 122
6.1 小半径曲线钢轨波磨典型问题 122
6.2 小半径曲线内轨波磨、外轨无波磨的机理研究 126
6.2.1 小半径曲线轨道轮轨系统的仿真模型 126
6.2.2 轮轨系统稳定性分析 128
6.2.3 轮轨系统动态响应分析 129
6.2.4 摩擦自激振动导致钢轨波磨理论模型的验证 133
参考文献 134
第7章 科隆蛋减振扣件直线线路钢轨波磨研究 136
7.1 科隆蛋减振扣件的直线线路钢轨波磨问题 136
7.2 科隆蛋减振扣件直线线路钢轨波磨发生机理研究 137
7.2.1 科隆蛋减振扣件的轮轨系统仿真模型 137
7.2.2 轮轨间蠕滑力分析 139
7.2.3 轮轨系统稳定性分析 140
7.2.4 轮轨系统动态响应分析 141
7.3 科隆蛋减振扣件的小半径曲线轨道钢轨波磨发生机理研究 142
7.4 扣件刚度对钢轨波磨的影响研究 144
参考文献 146
第8章 分段铺设普通短轨枕和科隆蛋减振扣件的小半径曲线线路钢轨波磨波长突变的机理研究 148
8.1 分段铺设的轨道支撑结构变化时钢轨波磨特征描述 148
8.2 分段铺设的轨道支撑结构变化时钢轨波磨预测模型 149
8.2.1 分段铺设的轨道支撑结构变化时轮轨接触模型 149
8.2.2 分段铺设的轨道支撑结构变化时轮轨系统仿真模型 150
8.3 分段铺设的轨道支撑结构变化时钢轨波磨预测结果分析 151
8.3.1 轮轨系统稳定性分析 151
8.3.2 轮轨系统动态响应分析 154
参考文献 155
第9章 曲线外轨波磨产生机理研究 157
9.1 曲线外轨波磨发展过程的直接观察和分析 157
9.1.1 曲线外轨波磨发展过程的直接观察 157
9.1.2 曲线外轨波磨的特征分析 157
9.2 曲线外轨波磨的理论研究 166
9.2.1 曲线外轨波磨理论模型 166
9.2.2 仿真结果 167
参考文献 168
第10章 轮轨滑动——钢轨波磨发生的主要根源兼论大半径曲线和直线线路的钢轨波磨机理 169
10.1 大半径曲线和直线线路的轮轨蠕滑力饱和状态 170
10.1.1 车辆惰行通过大半径曲线和直线线路时轮轨蠕滑力饱和系数的变化 170
10.1.2 车辆在制动工况下通过大半径曲线和直线线路时轮轨蠕滑力饱和系数的变化 172
10.1.3 车辆在牵引工况下通过大半径曲线和直线线路时轮轨蠕滑力饱和系数的变化 174
10.2 轮轨滑动——钢轨波磨发生的主要根源 176
10.2.1 小半径曲线钢轨波磨问题 177
10.2.2 大半径曲线和直线线路钢轨波磨问题 177
10.3 轮轨滑动作为钢轨波磨发生的根源的初步验证 181
10.3.1 直线电机驱动地铁列车线路的波磨问题调查 181
10.3.2 普通地铁线路大半径曲线波磨控制的例子 183
参考文献 184
第11章 钢轨波磨理论模型验证方法的研究 185
11.1 钢轨波磨理论模型验证问题研究 186
11.1.1 现行的钢轨波磨理论模型的验证方法 186
11.1.2 现行钢轨波磨理论模型验证方法的局限性 186
11.1.3 现行钢轨波磨理论模型预测准确率偏低的原因研究 187
11.2 钢轨波磨理论模型的验证工况及验证步骤 188
11.2.1 钢轨波磨宏观统计数据 188
11.2.2 钢轨波磨微观跟踪观察数据 189
11.2.3 钢轨波磨理论模型验证的基准工况及验证步骤 191
11.3 摩擦自激振动引起钢轨波磨理论模型的验证 192
11.3.1 销-盘摩擦副摩擦自激振动引起波磨的试验研究 192
11.3.2 实际钢轨波磨的测量与轮轨系统摩擦自激振动的预测 196
11.4 钢轨波磨的快速预测方法 202
参考文献 203
第12章 钢轨波磨基础理论的进一步研究 205
12.1 铁路钢轨振动测量 206
12.1.1 地铁小半径线路钢轨振动测量 206
12.1.2 地铁大半径线路钢轨振动测量 208
12.1.3 干线铁路直线线路钢轨振动测量 210
12.2 铁路钢轨波磨频段振动信号分析 212
12.2.1 铁路钢轨振动信号的分离技术 212
12.2.2 铁路钢轨波磨频段振动信号的提取 213
12.3 钢轨波磨基础理论的再研究 223
12.3.1 问题的提出 223
12.3.2 波磨振动相位固定机理的研究 223
12.3.3 钢轨波磨连续激励机理的研究 225
参考文献 225
第13章 钢轨波磨的主动控制技术 226
13.1 小半径曲线钢轨波磨的主动控制 226
13.1.1 小半径曲线无波磨车轮构型 226
13.1.2 三种车轮构型的轮轨系统摩擦自激振动研究 227
13.1.3 三种车轮构型的轮轨系统摩擦自激振动参数敏感性分析 229
13.2 大半径曲线或者直线线路钢轨波磨的主动控制 235
13.3 地铁线路外轨波磨的主动控制 235
参考文献 236
第14章 高速列车车轮多边形磨耗机理研究 237
14.1 车轮多边形磨耗现象及其影响 237
14.2 车轮多边形磨耗机理研究现状 239
14.2.1 国外研究现状 239
14.2.2 国内研究现状 240
14.2.3 车轮多边形磨耗的特点 241
14.3 车轮多边形磨耗理论模拟 243
14.3.1 高速列车车轮多边形磨耗模型 243
14.3.2 高速轮轨系统摩擦自激振动的参数敏感度研究 246
参考文献 250
第15章 高速列车轮对质量偏心引起车轮多边形磨耗的研究 253
15.1 质量偏心轮对-钢轨系统有限元模型 253
15.1.1 高速列车拖车轴箱体振动加速度的现场测试 253
15.1.2 高速列车质量偏心拖车轮对-钢轨系统有限元建模 255
15.1.3 轮轨法向接触力波动引起的车轮踏面磨耗分析 257
15.1.4 高速列车车轮偏心磨耗的形成 258
15.1.5 高速列车车轮偏心磨耗的发展 260
15.2 高速列车轮对几何偏心对车轮高阶多边形磨耗的影响研究 262
15.2.1 高速列车几何偏心轮对-钢轨系统有限元模型 263
15.2.2 轮对几何偏心对车轮不圆磨耗的影响分析 263
参考文献 267
第16章 地铁车轮多边形磨耗的机理研究 268
16.1 地铁车轮多边形磨耗的数值模型 270
16.1.1 地铁轮对-轨道系统的接触模型 270
16.1.2 地铁轮对-轨道系统的有限元模型 270
16.2 仿真结果分析 272
16.2.1 地铁轮对-轨道系统的不稳定振动对车轮多边形磨耗的影响 272
16.2.2 轮轨摩擦系数对车轮多边形磨耗的影响 275
16.2.3 轨下垫板刚度对车轮多边形磨耗的影响 275
参考文献 276
书单推荐
