1 绪论 1
1.1 我国铁路重载提速运输的创新发展 1
1.2 我国铁路货车的发展 2
1.2.1 我国铁路货车发展历程 2
1.2.2 铁路货车重载提速取得的主要成果 2
1.2.3 走向国际市场的中国铁路货车 3
1.3 铁路货车重载提速关键技术 4
1.4 重载提速技术支撑体系 4
1.4.1 标准体系 4
1.4.2 试验与评价 5
1.4.3 信息化及技术管理 5
参考文献 5
2 走行技术 6
2.1 概述 6
2.1.1 重载提速转向架技术的突破 6
2.1.2 我国铁路货车转向架发展历程 7
2.2 抗菱技术 10
2.2.1 抗菱刚度与车辆动力学性能的关系 10
2.2.2 三大件货车转向架抗菱刚度分析 12
2.2.3 交叉支撑转向架 15
2.2.4 摆动式转向架 26
2.3 低动力技术 40
2.3.1 低动力技术理论 40
2.3.2 轮对弹性定位技术 45
2.3.3 减振悬挂技术 53
2.3.4 摆动式转向架降低轮轨动力作用的分析 58
2.3.5 径向技术 60
2.4 转向架与车体连接技术 71
2.4.1 连接参数与车辆动力学性能的关系 71
2.4.2 心盘连接技术 72
2.4.3 弹性常接触旁承技术 75
2.5 轮轴技术 78
2.5.1 车轮技术 78
2.5.2 车轴技术 84
2.5.3 轴承技术 89
参考文献 92
3 车体技术 94
3.1 概述 94
3.2 车体承载技术 94
3.2.1 承载方式 94
3.2.2 纵向力的传递 95
3.2.3 车体刚度 96
3.3 轻量化技术 97
3.3.1 必要性和设计原则 97
3.3.2 敞车的轻量化 98
3.3.3 其他车型的轻量化 99
3.4 车体防腐技术 101
3.4.1 表面处理 101
3.4.2 预涂底漆 102
3.4.3 涂料 102
3.4.4 防电化学腐蚀（锌铬涂层） 104
3.5 车体新结构 106
3.5.1 70 t级货车共有新结构 106
3.5.2 70 t、80 t、100 t级敞车特有新结构 107
3.5.3 70 t级棚车新结构 118
3.5.4 双层集装箱平车、70 t级平车集装箱共用车新结构 120
3.5.5 70 t级罐车新结构 125
3.5.6 70 t级漏斗车新结构 131
3.6 车辆装卸技术 137
3.6.1 敞车的装卸性能 138
3.6.2 棚车的装卸性能 146
3.6.3 罐车的装卸性能 147
3.6.4 漏斗车的装卸性能 150
参考文献 154
4 货车纵向缓冲与连接技术 155
4.1 概述 155
4.1.1 重载提速货车对连接技术的要求 155
4.1.2 中国铁路货车车钩缓冲装置发展历程 156
4.2 重载提速货物列车纵向动力学 158
4.2.1 重载列车纵向动力学的研究方法 158
4.2.2 重载列车纵向动力学的仿真计算模型 159
4.2.3 仿真计算在大秦线重载运输的应用 161
4.2.4 编组方式对重载组合列车纵向动力学的影响 166
4.2.5 大秦线重载组合列车长大下坡道安全运行的仿真计算 167
4.2.6 新型技术装备对重载列车纵向动力学性能影响的研究 173
4.3 重载货车缓冲器冲击性能的数字试验研究 177
4.3.1 缓冲器冲击试验的数字模型 177
4.3.2 缓冲器参数对其阻抗特性的影响分析 179
4.3.3 不同缓冲装置重载列车的纵向力 180
4.4 车钩、钩尾框和牵引杆 183
4.4.1 13系列车钩和钩尾框 184
4.4.2 16、17型联锁车钩和钩尾框 188
4.4.3 牵引杆 197
4.5 缓冲器 200
4.5.1 MT-2型缓冲器 200
4.5.2 HM系列缓冲器 201
4.5.3 HN-1型缓冲器 202
参考文献 203
5 制动技术 205
5.1 概述 205
5.1.1 制动技术的发展概况 205
5.1.2 重载、提速制动技术应解决的主要问题 207
5.2 货车空气制动控制技术 210
5.2.1 空气制动控制与列车制动能力 210
5.2.2 空气制动控制与列车纵向力 212
5.2.3 空气制动控制与长大下坡道列车操纵 213
5.2.4 通用性及混编性能 216
5.2.5 空气控制阀与检修、运用 219
5.2.6 120/120-1型货车空气控制阀 219
5.2.7 空重车自动调整装置 228
5.2.8 旋压密封式制动缸 232
5.3 基础制动技术 234
5.3.1 高摩擦系数合成闸瓦 234
5.3.2 转向架基础制动装置 251
5.3.3 ST2-250型双向闸瓦间隙自动调整器 257
5.4 脱轨自动制动技术 260
5.4.1 脱轨制动装置作用原理 260
5.4.2 脱轨制动装置结构简介 261
5.4.3 脱轨制动装置的特点 262
参考文献 263
6 新材料及其应用 265
6.1 概述 265
6.1.1 采用新材料的目的 265
6.1.2 新材料的应用及效果 265
6.1.3 货车用材料的发展历程 266
6.2 高强度耐候钢 266
6.2.1 耐候钢的发展历程 266
6.2.2 耐候钢的牌号及化学成分 267
6.2.3 耐候钢的性能 268
6.2.4 耐候钢在70 t级货车上的应用 270
6.3 不锈钢 273
6.3.1 不锈钢材料货车发展历程 273
6.3.2 牌号及化学成分 274
6.3.3 材料性能 275
6.3.4 不锈钢材料在C80B型不锈钢运煤敞车上的应用 277
6.4 铝合金 278
6.4.1 铝合金材料在铁路货车上的应用历程 278
6.4.2 牌号表示方法和状态代号 278
6.4.3 化学成分 279
6.4.4 材料性能 279
6.4.5 铝合金材料在C80型铝合金运煤敞车上的应用 280
6.5 低合金铸钢（B+、C、E级铸钢） 281
6.5.1 B+、C、E级铸钢化学成分 282
6.5.2 B+、C、E级铸钢力学性能 283
6.5.3 B+、C、E级铸钢的热处理工艺 283
6.5.4 低合金铸钢在铁路货车上的应用 284
6.6 复合材料 285
6.6.1 定义和分类 285
6.6.2 性能特点 285
6.6.3 复合材料在铁路货车上的应用 286
6.7 非金属材料 288
6.7.1 分类及性能特点 288
6.7.2 非金属材料铁路货车配件 289
参考文献 290
7 制造与检测技术 291
7.1 概述 291
7.2 整体芯铸造技术 291
7.2.1 货车摇枕、侧架铸造工艺的发展 292
7.2.2 摇枕、侧架传统铸造工艺 293
7.2.3 货车摇枕、侧架整体制芯铸造技术 296
7.2.4 摇枕、侧架整体芯配套技术 301
7.2.5 实施效果 303
7.3 焊接技术 307
7.3.1 焊接技术的发展 307
7.3.2 货车焊接工艺 311
7.4 组装技术 316
7.4.1 转向架组装 316
7.4.2 车体组装 316
7.4.3 制动系统模块化组装 318
7.5 货车自动化生产线 320
7.5.1 轮轴生产线 320
7.5.2 转向架生产线 320
7.5.3 原材料表面处理、下料生产线 320
7.5.4 车体生产线 321
7.5.5 车体油漆喷涂线 327
7.6 检测技术 327
7.6.1 在线检测 327
7.6.2 无损检测 330
7.7 精益制造 335
7.8 小结 336
参考资料 336
8 数字化模拟技术 337
8.1 三维实体设计 337
8.1.1 三维实体设计的特点 338
8.1.2 三维实体设计方法 338
8.1.3 三维设计示例 351
8.2 货车车体结构优化设计 360
8.2.1 结构优化设计基本概念 360
8.2.2 货车结构的优化设计方法 361
8.2.3 货车结构优化设计示例 366
8.3 车辆动力学性能仿真分析 371
8.3.1 车辆动力学仿真技术的发展 371
8.3.2 车辆多体系统动力学研究方法 372
8.3.3 车辆动力学主要仿真软件 374
8.3.4 货车动力学仿真计算示例 375
8.3.5 仿真结果与试验结果的对比分析 381
8.4 工艺模拟设计 384
8.4.1 工艺模拟设计的基本概念 384
8.4.2 工艺模拟设计的方法 385
8.4.3 工艺模拟设计实例 388
8.5 三维实时交互仿真技术在货车系统中的应用 396
8.5.1 系统流程 397
8.5.2 三维图形实时绘制优化设计 399
8.5.3 碰撞检测方案设计 400
8.5.4 三维实时交互仿真系统构建方法 400
8.5.5 三维交互平台运行实例 400
8.5.6 三维交互仿真特点 402
参考文献 402
9 疲劳可靠性技术 404
9.1 概述 404
9.2 疲劳可靠性设计 404
9.2.1 线性累积损伤理论 404
9.2.2 影响疲劳强度的因素 405
9.2.3 疲劳设计方法 406
9.2.4 车体结构疲劳分析示例 408
9.2.5 摇枕和侧架的疲劳寿命分析示例 413
9.3 疲劳试验 417
9.3.1 疲劳试验概念 417
9.3.2 摇枕、侧架的疲劳试验方法 418
9.3.3 交叉支撑装置、弹簧托板、副构架疲劳试验 422
9.3.4 制动梁疲劳试验 425
9.4 载荷谱试验研究 426
9.4.1 载荷谱概述 426
9.4.2 载荷谱测试工况 427
9.4.3 载荷时间历程的实测 427
9.4.4 雨流计数法 427
9.4.5 C70型通用敞车载荷谱的测试 428
9.5 疲劳可靠性技术研究的展望 438
参考文献 439
10 试验技术 440
10.1 概述 440
10.2 我国铁路货车运行安全可靠性试验基本内容 440
10.2.1 型式试验 440
10.2.2 综合及专项试验 441
10.2.3 重载提速货车环行线可靠性试验 441
10.3 铁路货车型式试验评价标准及内容 442
10.3.1 静强度试验 442
10.3.2 冲击试验 442
10.3.3 动力学性能鉴定试验 443
10.4 环行线可靠性试验 448
10.4.1 试验目的与流程 448
10.4.2 试验特点 448
10.4.3 试验方法 449
10.4.4 试验结果分析及评价 453
10.4.5 试验结论 482
10.5 线路运行提速综合试验及专项试验 483
10.5.1 试验目的 483
10.5.2 试验方法 483
10.5.3 试验结果 485
10.6 影响动力学性能的关键参数测试 489
10.6.1 心盘、旁承回转摩擦阻力矩测试 490
10.6.2 转向架抗菱刚度测试 490
10.6.3 转向架抗剪刚度测试 490
10.6.4 转向架相对摩擦系数测试 491
10.6.5 转向架耐磨材料摩擦副摩擦系数的测试 492
参考文献 493
11 重载提速货车技术的发展与展望 494
11.1 国外铁路重载、快捷运输 494
11.1.1 国外铁路货运体系 494
11.1.2 国外铁路重载运输发展特点 494
11.1.3 国外铁路货车技术现状 496
11.2 国内外货车发展影响因素分析 497
11.2.1 运营里程 497
11.2.2 线桥条件 498
11.2.3 站场长度与信号区间 498
11.2.4 机车车辆限界 498
11.2.5 气候条件与车辆配属 498
11.2.6 客货运输模式 498
11.3 我国铁路重载货车发展展望 498
11.3.1 客货分线后我国铁路货车发展要求 499
11.3.2 重载货车技术目标 500
参考文献 501
结束语 502