第一章 轨道不平顺谱 1
第一节 轨道不平顺分类 1
一、按统计特点分类 1
二、按空间存在方位分类 2
三、轨道不平顺描述形式 3
第二节 轨道不平顺的检测方法 4
一、弦测法 5
二、惯性基准法 5
第三节 各国轨道不平顺功率谱 7
一、德国高速轨道谱 8
二、美国谱 9
三、我国轨道谱 9
第四节 空间谱与功率谱的转化 12
第五节 轨道谱反演 12
一、三角级数法轨道谱反演原理 13
二、德国高速谱反演 14
第六节 单轨不平顺功率谱 16
第二章 列车垂向动力学模型 17
第一节 单车垂向动力学模型 17
一、单车线性垂向动力学模型 18
二、单车基于MATLAB/SIMULINK？的垂向动力学模型 21
三、单车垂向动力学模型校验 24
第二节 列车垂向动力学模型及其校验 26
第三章 列车横向动力学模型 30
第一节 单车横向动力学模型 30
一、单车线性横向动力学模型 31
二、单车基于MATLAB/SIMULINK？的横向动力学模型 34
三、单车横向动力学模型校验 37
第二节 列车横向动力学模型及其校验 38
第四章 车辆振动的分析及其评价指标 41
第一节 随机振动的基本理论及其应用 41
一、随机过程 41
二、平稳随机过程的相关函数 45
三、平稳随机过程的功率谱函数 47
四、平稳随机响应的算法 49
第二节 Sperling平稳性指标 52
第三节 ISO振动评价标准 55
第四节 UIC 513舒适度标准 59
第五节 平稳性分析及其应用 61
一、铁道车辆平稳性指标分析方法 62
二、基于虚拟激励分析方法的平稳性指标分析及其应用 64
第五章 铁路客车运行平稳性与模态参数 70
第一节 铁路客车运行平稳性协方差分析法 70
一、白噪声不平顺信号输入时的系统响应 70
二、成型滤波器设计 71
三、感觉滤波器设计 73
四、平稳性指标及协方差计算 73
第二节 铁路客车运行平稳性与模态参数的关系 75
一、垂向平稳性与模态参数的关系 75
二、横向平稳性与模态参数的关系 78
第六章 高速列车垂向及横向被动平稳性研究 82
第一节 单车垂向及横向运行平稳性研究 82
一、单车垂向及横向响应的频域分析 83
二、单车垂向及横向响应的时域分析 85
第二节 列车垂向及横向运行平稳性研究 85
一、车端悬挂对运行列车平稳性的影响 85
二、列车运行平稳性优化研究 88
第三节 铰接式高速列车运行平稳性研究 93
一、铰接式高速列车的垂向及横向动力学模型 94
二、铰接式高速列车的平稳性及其车端参数优化 95
三、铰接式高速列车车辆参数对平稳性影响 98
第七章 列车平稳性主动控制研究 102
第一节 单车控制算法研究 102
一、白噪声不平顺信号输入时的全状态反馈最优控制 102
二、轨道不平顺输入模型 103
三、轨道谱输入时的全状态反馈最优控制 105
四、轨道谱输入时的轴间预瞄控制 106
五、轨道谱输入及包含时延的次优控制 109
六、天棚减振器及补偿滤波器控制 110
第二节 铁道车辆单车垂向主动控制研究 111
一、控制模型 111
二、单车垂向平稳性最优及次优控制仿真结果与分析 113
三、单车垂向平稳性天棚减振器及补偿滤波器控制仿真分析 118
四、半主动控制 120
五、主动悬挂的运用 126
第三节 列车平稳性主动控制研究 129
一、列车控制模型及轨道输入 130
二、列车主动控制策略 131
三、列车垂向及横向主动控制仿真研究结果及分析 134
第八章 弹性车体振动及其控制 138
第一节 铁道客车车体弹性对运行平稳性的影响 138
一、铁道客车刚柔耦合动力学模型 138
二、客车车体弹性对运行平稳性的影响分析 141
第二节 铁道车辆几何滤波现象及弹性车体共振频率分析 144
一、几何滤波分析 145
二、相关频响函数矩阵及功率谱分析 146
三、几何滤波对弹性车体共振频率的影响 147
第三节 铁道车辆弹性车体动力吸振器减振分析 151
一、包含DVA的铁道客车刚柔耦合动力学模型 151
二、动力吸振器参数优化设计 152
三、动力吸振器对车体弹性振动的抑制作用 153
第四节 铁道车辆弹性车体被动减振分析 155
一、加装车体减振器的铁道客车刚柔耦合动力学模型 155
二、车体减振器对车体弹性振动的抑制作用 157
第五节 铁道车辆弹性车体最优控制 160
一、采用最优控制的铁道客车刚柔耦合动力学模型 160
二、最优控制对车体弹性振动的抑制作用 162
第九章 高速列车弹性车体与转向架耦合振动分析 166
第一节 车辆系统模型 166
一、SIMPACK多体动力学软件简介 166
二、ANSYS有限元软件简介 167
三、模型建立 167
第二节 车体弹性对运行平稳性的影响分析 171
第三节 转向架与弹性车体垂向耦合振动分析 174
参考文献 176
附录A 符号说明 182
附录B 常见高速客车参数含义及其原始数值 186