车辆动力学的研究和发展

随着轮／轨相互作用研究的深入，铁道车辆动力学问题需要把车辆／线路视为不可分的整体系统。由于研究中需要考虑某些部件的弹性，从而导致高频动力学的发展。理论研究和模拟软件为新型结构设计和车辆安全性检验提供了廉价工具，但试验技术仍然是不可缺少的最终手段。本文根据国际车辆系统动力学协会（ＩＡＶＳＤ）第十三届学术会议上所发表的论文，介绍了上述主题的概况，在此基础上，提出对我国车辆动力学研究课题和发展方向的建议。

高速铁路是运输市场竞争和科学技术进步的产物

介绍了高速铁路的产生过程、定义、主要类型、主要技术经济优势、世界高速铁路的现状和发展趋势 ;论述了高速铁路是高新技术的综合集成 ,包括高速铁路线路是高速行车的基础 ,高速列车是高速行车的核心 ,行车指挥系统是高速行车的中枢 。

德国高速列车技术的发展

介绍德国高速列车(ICE)的发展过程和各型ICE的技术特点,在技术性能比较的基础上,分析了ICE的技术发展路线、技术进步的指导思想和设计原则。分析认为,动力分散布置是ICE发展的必然结果。最后对我国高速列车的发展提出了参考意见。

试论京沪高速铁路对国民经济增长的拉动作用

简述了当前国际经济环境情况和国内经济环境的新特点,从京沪运输通道沿线地区经济发展在全国的重要地位出发,论述了京沪高速铁路是我国跨世纪基础工程中最佳投资项目之一和目前是建设京沪高速铁路的最佳时机。

轮轨高速牵引动力关键技术的特点与发展趋势

高速牵引动力是高速铁路的关键装备,如何把握高速牵引动力在电传动系统变流装置、车体、转向架、辅助系统及可靠性等方面关键技术的特点与发展趋势,在吸收消化国外先进技术的基础上,坚持关键技术的自主创新,本刊执行主编(记者)胡可良对我国高速铁路研究专家、铁道科学研究院研究员臧其吉进行了专访。现将访谈内容辑录成本刊专栏文章,并经臧其吉研究员审阅同意后刊出。

200 km/h等级机车驱动、制动装置述评

在分析几种电机悬挂和驱动、制动机构的基础上,从原理和功能出发,主张充分利用交流牵引电机的优点,将驱动制动装置纳入转向架系统设计,以实现200km/h等级机车驱动、制动装置的创新。

轨道车辆动力学性能与轨道条件密切相关

轨道车辆与轨道线路是一个相互作用的大系统,轨道车辆必须也只能在一定轨道条件下满足动力学性能要求。因此,车辆验收运行试验也应该在规定的线路条件下进行,线路条件除平纵断面及线形变化外,还应包括各类轨道不平顺。

轮轨接触温升及其数值分析研究

应用传热学原理建立了轮轨接触传热的二维模型，应用Laplace变换法求出了轮轨接触区的接触温升的解析解。由于解析法难以求出接触区以外的温升，数值方法得以应用，因而应用有限差分法求得了轮轨接触温升的完全数值解。通过比较分析得出，数值解和解析解间的差别随列车速度和蠕滑率的增大而增大;如果只要求轮轨接触区的温升，鉴于解析解计算速度比数值解快得多，从工程应用上来说，解析解可以满足要求。

轮轨粘着问题的微观模型研究

将微观摩擦学和轮轨滚动接触理论创造性地结合在一起，建立了轮轨粘着的微观研究模型，获得了新的轮轨粘滑特性曲线，对轮轨粘着系数随列车速度的提高而下降的原因作出了理论解释。

高速铁路列车轮轨粘着特性的理论探讨

首次建立了带函数型摩擦系数的滚动接触理论，使滚动体的运行速度成为可以被讨论研究的参变量，并以ＣＯＮＴＡＣＴ程序为基础，编制了相对应的计算程序。然后通过对各种蠕滑状态和运行速度下粘着情况的详细计算，得到了与实测的蠕滑力－蠕滑率曲线以及粘着率－运行速度关系相一致的计算结果。本文的工作既可以说是对Ｋａｌｋｅｒ理论的修正，也可以说是对Ｋａｌｋｅｒ理论的补充和完善。

喷撒颗粒的增粘机理研究

本文建立了向轮轨接触间喷撒颗粒时的摩擦模型 ,并将此摩擦模型应用于修正的轮轨粘着理论中 ,对喷撒颗粒的增粘机理进行了理论研究。从理论计算结果可以看出 ,向轮轨接触间喷撒颗粒的增粘效果是非常明显的 ,且增粘效果与轮轨的表面状态、颗粒的质量和进入轮轨接触面间的颗粒数量有关。

铁路客运专线系统结构模型

应用系统工程中系统结构分析方法,对铁路客运专线系统的系统结构进行模型化处理和分析。在对铁路客运专线系统组成和子系统接口关系描述的基础上,建立客运专线系统结构的布尔矩阵模型,揭示了各子系统(要素)之间的相互影响关系;采用DEMATEL方法解析各子系统相互之间影响的强弱程度,给出各子系统的综合影响程度(影响度,原因度)及其在系统评价指标体系中的地位和作用(中心度)。研究表明:铁路客运专线系统的各子系统在系统评价体系中,重要程度最高的是动车组子系统,然后依次是通信信号控制、基础设施和运营调度等子系统;对其他子系统影响较大的依次是通信信号控制子系统、动车组子系统、基础设施子系统、运营调度子系统和牵引供电子系统,而动车组子系统则受其他子系统的影响最大。

高速万向轴传动式动力车动力学性能分析

采用NLSA程序，对万向轴传动式高速动力车进行了运动稳定性分析。采用美国AAR的NUCARS程序和德国的MEDYNA程序，分析了动力车的非线性动态曲线通过，非线性时域里向和横向响应，以及频域垂向横向响应等动力学性能。确定了万向轴传动式高速动力车转向架的悬挂参数，并在保证性能的前提下方便了制造，有效地配合了转向架的设计工作。

表面粗糙度对轮轨接触的影响

表面间的接触实质上是粗糙表面微凸体间的相互作用，而微凸体的变形方式取决于其分布规律、几何形状及所承受载荷大小。本文利用粗糙表面弹－塑性接触模型研究了表面粗糙度对轮轨接触应力和真实接触面积的影响，并通过数值计算得到影响关系曲线。

相干分析方法及轴悬式机车电机刷架损坏原因的研究

机车现场试验测量到的振动信号是具有丰富频率范围的随机信号，如何从中获取有用的信息，分析引起振动的原因，则必须对测量信号作进一步的计算分析。对相干分析方法的基本原理作了简单的介绍，并利用此方法对轴悬式机车电机刷架因振动过大而损坏的原因——振动的能量来源进行了定量的分析，并就齿轮啮合振动和轮轨接触振动的能量传递特性进行了探讨。

高速动力车转向架主要部件的强度计算

高速动力车转向架构架、车轴、车轮、轴箱、电机、万向轴、齿轮箱等是高速动力车转向架的主要关键部件。为了完成高速动力车转向架的设计任务,使高速动力车转向架设计得既轻巧又结实,必须对这些主要关键部件进行较精确的强度计算。本文用计算机输助设计技术和有限元方法,对高速万向轴式动力车转向架的这些部件做了较详细的强度计算,得到了这些部件的应力场分布和安全系数。根据计算所做的强度校核,为高速万向轴式动力车转向架的设计提供了重要依据和改进建议。通过这些工作,建立了高速动力车转向架主要部件的强度计算模型库、载荷库和边界条件库,可以按照不同计算要求,快速准确地完成高速动力车转向架主要部件的强度计算工作。

高速万向轴式动力车转向架运动学分析

采用美国AAR的NUCANS程序,对万向轴传动式高速动力车转向架,分析了动态曲线通过、直线响应以及低于5km/h的速度通过125m小半径曲线时的有关动态位移,对转向架设计确定的各种间隙进行了校核。

轮轨稳态接触力学研究进展述评

对稳态轮轨接触三维精确理论、简化理论以及用这些理论解决车轮和钢轨的多点接触现象的方法进行了述评，提出了进一步研究的课题。并改进了三维滚动接触简化理论的算法。

高速动力车磨耗型车轮踏面的参数研究

本文以正在研制的高速动力车为样车，采用三次样条函数法确定轮轨几何关系，运用非线性运动稳定性分析的数值分叉方法，在兼顾曲线通过性能的前提下，选取多种磨耗型车轮踏面，研究踏面有关参数对高速动力车运动稳定性及轮轨接触应力的影响，优化选择适合我国高速铁路需要的磨耗型车轮踏面。