第1章 轨道车辆概述 1
1.1 轨道车辆的分类及用途 1
1.1.1 机车 1
1.1.2 货车 2
1.1.3 客车 4
1.1.4 动车组 4
1.2 轨道车辆的基本组成 7
1.2.1 车体 7
1.2.2 转向架 8
1.2.3 制动装置 9
1.2.4 车钩缓冲装置 11
1.2.5 车辆内部设备 11
参考文献 11
第2章 有限元方法基本原理及应用 12
2.1 绪论 12
2.1.1 概述 12
2.1.2 有限元法发展简史 13
2.1.3 有限元法的基本思想 14
2.1.4 有限元的基本概念 15
2.1.5 有限元分析基本流程 15
2.1.6 有限元分析的实现 17
2.2 杆系结构的有限元分析 18
2.2.1 概述 18
2.2.2 有限元分析原理 19
2.2.3 单元刚度矩阵 21
2.2.4 结构刚度矩阵 28
2.2.5 约束处理 33
2.2.6 载荷处理 34
2.2.7 杆系结构有限元分析简例 35
2.3 平面问题弹性力学基础 37
2.3.1 基本概念 37
2.3.2 平面应力问题与平面应变问题 39
2.3.3 平面问题的平衡微分方程 41
2.3 A平面问题的几何方程 42
2.3.5 平面问题的物理方程 44
2.3.6 平面问题的边界条件 46
2.3.7 平面问题的基本解法 47
2.4 平面问题的有限元分析 51
2.4.1 常应变三角形单元（CST） 51
2.4.2 线性应变三角形单元（LST） 64
2.4.3 节点四边形单元（Q4） 68
2.4.4 CST单元与Q4单元求解结果对比 73
2.5 空间问题有限元法 75
2.5.1 空间问题的弹性力学基本方程 75
2.5.2 空间问题的有限元分析方法 75
2.5.3 空间问题的求解实例 78
2.6 薄板弯曲问题的有限元法 81
2.6.1 薄板弯曲的基本方程 81
2.6.2 矩形单元分析 84
2.7 壳体结构的有限元分析 93
2.7.1 基本假设 93
2.7.2 矩形单元 94
2.7.3 用壳体单元进行壳体分析的步骤 97
参考文献 97
第3章 有限元建模细节与ANSYS软件概述 98
3.1 有限元仿真分析基本过程 98
3.1.1 数据前处理 99
3.1.2 施加载荷和边界条件 100
3.1.3 求解及误差分析 103
3.1.4 数据后处理 104
3.1.5 建立有限元模型需考虑的几点问题 105
3.2 ANSYS软件操作简介 114
3.2.1 ANSYS软件图形界面的交互操作 114
3.2.2 ANSYS有限元求解过程与步骤 121
3.3 ANSYS软件应用实例 126
3.3.1 简支梁变形分析 126
3.3.2 平面应力问题求解 129
3.3.3 ANSYS薄板弯曲问题求解 133
3.3.4 轴对称问题求解 136
参考文献 139
第4章 车辆结构强度基础理论 140
4.1 疲劳研究的历史 140
4.2 疲劳破坏的特点 142
4.3 疲劳断口的形貌特征 143
4.3.1 疲劳断口的宏观形貌特征 143
4.3.2 疲劳断裂源的判断 144
4.3.3 疲劳断口的微观形貌特征 144
4.4 金属疲劳性能 148
4.4.1 材料的S-N曲线 149
4.4.2 P-S-N曲线 149
4.4.3 疲劳极限 150
4.4.4 影响疲劳强度的因素 150
4.5 疲劳累积损伤理论 153
4.5.1 疲劳损伤累积的概念 153
4.5.2 线性累积损伤理论 154
4.6 强度设计理论基础 155
4.6.1 静强度设计 155
4.6.2 抗疲劳设计 155
参考文献 161
第5章 高速动车组强度设计规范 162
5.1 高速动车组转向架焊接构架强度设计规范 162
5.1.1 UIC规程 162
5.1.2 JIS技术条件 164
5.2 动车组车体强度设计规范 165
5.2.1 欧洲标准EN 12663 165
5.2.2 日本标准JIS E7106 169
5.3 转向架构架与车体强度分析实例 171
5.3.1 地铁动车转向架构架静强度与疲劳强度分析 171
5.3.2 电动客车车体静强度分析 175
参考文献 178