本书是一本关于轮轨关系理论和应用的技术手册，较为详尽地阐述了轮轨关系中接触、摩擦、磨损、疲劳、振动和噪声等方面的发展动向与研究成果。全书分为上、下两册，上册主要介绍轮轨关系的基本理论和研究方法等，下册主要介绍欧洲、北美和日本等铁路技术发达国家和地区在现 场轮轨关系运维、管理方面的成功经验等。
更多科学出版社服务，请扫码获取。
目录
(上册)
第1章 轮轨关系研究导论 1
1.1 历史与现状 1
1.1.1 铁路运营发展史.1
1.1.2 轮轨接触理论发展史 2
1.1.3 材料发展史 2
1.1.4 现状 3
1.2 轮轨关系中的现象 4
1.2.1 引言 4
1.2.2 轮轨关系 4
1.2.3 列车–轨道相互作用 6
1.2.4 损伤机理 7
1.2.5 安全问题 8
1.2.6 环境问题 9
1.2.7 运行控制、状态监测和维护 9
1.2.8 管理问题和成本 10
1.3 研究领域 10
1.4 应用 12
1.4.1 大轴重 12
1.4.2 高速度 12
1.4.3 地铁交通 13
1.4.4 双层材料 13
1.5 正在进行的研究、进展和标准化工作 14
1.5.1 INNOTRACK项目 14
1.5.2 颗粒物排放 16
1.5.3 轮轨型面优化 16
1.5.4 欧洲轮轨标准 17
1.5.5 互通技术规范 17
1.6 系统问题和优化 18
1.6.1 转向架类型与轨道曲率匹配 18
1.6.2 高速列车中的RCF 18
1.6.3 LL 刹车片 19
1.7 未来发展趋势 19
1.8 更多信息和建议来源 21
1.8.1 期刊和教科书/手册 21
1.8.2 会议 21
1.8.3 网络和期刊数据库 22
1.8.4 组织机构、行业部门、咨询机构、研究团队和网络 22
1.9 致谢 22
参考文献 22
第2章 轮轨接触中的摩擦学基础 27
2.1 引言 27
2.2 接触力学 28
2.3 磨损 32
2.3.1 磨损情况 33
2.3.2 磨损机理 34
2.3.3 磨损率和转换 37
2.3.4 磨损建模与描绘 38
2.4 疲劳 39
2.4.1 钢轨和车轮疲劳 39
2.4.2 磨损和疲劳的相互作用 41
2.5 黏着 43
参考文献 45
第3章 轮轨接触力学 48
3.1 简介 48
3.1.1 轮轨几何学 49
3.1.2 接触斑 50
3.2 一般接触建模 52
3.2.1 简介 52
3.2.2 法向加载接触 54
3.2.3 切向加载接触 60
3.3 轮轨接触分析 62
3.3.1 简介 62
3.3.2 数值方法比较 66
3.4 铁道车辆动力学计算机仿真工具 71
3.4.1 接触条件和蠕滑力仿真.71
3.4.2 对车辆动力学的作用.72
3.4.3 当前的计算机软件包.73
3.5 未来趋势 75
3.6 进一步信息和建议的资源 75
参考文献 76
第4章 轮轨界面摩擦磨损的仿真 79
4.1 引言 79
4.2 单点观察法 80
4.3 磨损图和转换图 81
4.4 摩擦模型 84
4.4.1 纯滑动和振动接触的常见摩擦模型 84
4.4.2 黏性摩擦模型 86
4.4.3 库仑和黏性摩擦组合模型 87
4.4.4 小位移时的摩擦 89
4.4.5 Dankowicz摩擦模型 89
4.4.6 随机摩擦过程 91
4.4.7 摩擦模型总结 91
4.5 磨损仿真 92
4.5.1 经典摩擦模型 93
4.5.2 滚动滑动接触中的滑动磨损 94
4.5.3 单点观察法在磨损仿真中的应用 95
4.5.4 把磨损作为一个初值过程 97
4.5.5 滚动和滑动接触中磨损模型的数值积分 97
4.5.6 确定相互作用滚子的磨损 98
4.5.7 确定压力分布 101
4.5.8 磨损仿真总结 102
参考文献 103
第5章 钢轨材料 105
5.1 引言.105
5.1.1 历史回顾 105
5.1.2 随后的钢轨发展 106
5.2 珠光体 106
5.2.1 钢轨生产 106
5.2.2 经空冷形成的珠光体普通碳素钢和珠光体低合金钢 109
5.2.3 更高强度的珠光体等级 116
5.2.4 珠光体组织的加工硬化 117
5.3 道岔用奥氏体钢轨 118
5.4 钢轨焊接 118
5.5 珠光体钢轨的磨损和滚动接触疲劳 120
5.6 贝氏体钢轨 126
5.7 钢轨材料的最新发展135
5.7.1 在原奥氏体晶界处无碳化物的过共析高碳的轨钢 135
5.7.2 “双材料”钢轨——有覆层的轨头 136
5.8 结论.137
参考文献 137
第6章 铁道车轮磨耗 143
6.1 简介.143
6.2 车轮磨耗过程 144
6.3 车轮磨耗的摩擦学问题 145
6.3.1 磨耗试验 145
6.3.2 磨耗机理 147
6.3.3 磨耗过渡 150
6.3.4 磨耗图谱 152
6.3.5 磨耗建模 156
6.4 轮轨接触力学及其对车轮磨耗的作用 157
6.4.1 法向问题 158
6.4.2 切向问题 159
6.4.3 轮轨型面对接触力学的作用 160
6.5 车轮均匀磨耗建模因素及研究现状 163
6.5.1 均匀磨耗建模因素 163
6.5.2 研究现状 164
6.6 减少均匀磨耗的措施 165
6.6.1 摩擦调节器的使用 166
6.6.2 抗磨耗车轮型面 167
6.6.3 车辆设计 167
6.6.4 车辆动力学主动控制 168
6.7 结论 169
参考文献 170
第7章 铁路车轮疲劳 175
7.1 概述.175
7.1.1 背景 175
7.1.2 问题的描述 176
7.1.3章节概述 176
7.2 车轮疲劳的现象和机理 176
7.2.1 疲劳 176
7.2.2 车轮疲劳的类型 177
7.2.3 次表面滚动接触疲劳 180
7.2.4 表面滚动接触疲劳 182
7.2.5 热损伤 183
7.3 车轮疲劳的预测方法185
7.3.1 次表面滚动接触疲劳 185
7.3.2 表面滚动接触疲劳 187
7.3.3 热疲劳 190
7.4 影响车轮疲劳的其他相关因素 191
7.4.1 轨道几何 191
7.4.2 波磨和车轮不圆 192
7.4.3 单轨不平顺 193
7.4.4 车轮磨耗 195
7.4.5 材料特性 196
7.5 结论.198
7.5.1 已知和未知 198
7.5.2 未来发展趋势 199
7.6 进一步信息来源和建议 200
7.7 致谢 200
参考文献 200
第8章 车轮不圆 204
8.1 引言 204
8.2 车轮不圆的分类和量化 204
8.2.1 踏面局部损伤——车轮扁疤 205
8.2.2 踏面局部损伤——滚动接触疲劳 206
8.2.3 车轮多边形 206
8.2.4 由踏面制动引起的车轮粗糙度 207
8.2.5 车轮不圆度测量 208
8.2.6 粗糙度水平谱 209
8.2.7 阶次谱 210
8.3 车轮踏面局部损伤 211
8.3.1 现场试验 211
8.3.2 车轮冲击载荷检测器 214
8.3.3 报警限值 216
8.4 由踏面制动引起的车轮粗糙度 218
8.4.1 热弹性不稳定和踏面制动 218
8.4.2 滚动噪声 219
8.4.3 降低车轮粗糙度的策略 222
8.5 车轮不圆影响仿真分析 222
8.5.1 数学模型和计算机程序 223
8.5.2 车轮长期不规则磨损仿真 227
8.6 相关研究资源 229
8.7 致谢.229
参考文献 229
第9章 钢轨表面的疲劳和磨耗 235
9.1 引言.235
9.2 钢轨滚动接触疲劳 237
9.2.1 轨头斜裂纹——详细说明 238
9.2.2 基本机理 240
9.3 试验研究 244
9.3.1 室内试验研究 244
9.3.2 现场和全尺寸轨道试验研究 245
9.4 裂纹扩展速率的计算 246
9.4.1 断裂力学 246
9.4.2 应力强度因子计算方法 247
9.4.3 裂纹扩展法则 249
9.5 裂纹分叉预测 250
9.6 钢轨磨耗 251
9.6.1 概况 251
9.6.2 钢轨磨耗和磨耗–疲劳相互作用 252
参考文献 255
第10章 钢轨钢中珠光体显微组织的演变和失效——观测和建模 262
10.1 引言 262
10.2 显微组织演变和失效的观测 263
10.2.1 服役钢轨的观测数据 263
10.2.2 试验中的观测数据(双盘试验等) 267
10.2.3 关键显微组织特性的概述.277
10.2.4 进行中的金相工作 278
10.3 建模 280
10.3.1 材料对循环加载的响应 280
10.3.2 安定极限 281
10.3.3 棘轮效应下的材料失效 282
10.3.4 对因棘轮效应所致显微组织演变的建模分析 282
10.3.5 因棘轮效应所致的磨损 284
10.3.6 滚动接触疲劳裂纹的萌生 285
10.3.7 磨损–疲劳的相互作用 286
10.4 结论 287
10.5 致谢 288
10.6 术语 288
参考文献 288
第11章 钢轨波磨 294
11.1 引言 294
11.2 波磨分类 295
11.3 重载波磨 298
11.3.1 特征 298
11.3.2 成因 299
11.3.3 整治措施 299
11.4 轻轨波磨 300
11.4.1 特征 300
11.4.2 成因 300
11.4.3 处理措施 301
11.5 P2 力共振波磨 301
11.5.1 特征 301
11.5.2 成因 301
11.5.3 处理措施 303
11.6 车辙波磨 303
11.6.1 特征 303
11.6.2 成因 304
11.6.3 处理措施 306
11.7 响轨波磨/pinned-pinned共振 306
11.7.1 特征 306
11.7.2 成因 307
11.7.3 处理措施 308
11.8 特定轨道类型形式的波磨 309
11.8.1 特征 309
11.8.2 成因 309
11.8.3 处理措施 310
11.9 结论与建议 311
11.10 致谢 313
参考文献 313
第12章 钢轨焊接接头 317
12.1 引言 317
12.2 钢轨焊接工艺 318
12.3 钢轨焊接接头和伤损形成 319
12.4 钢轨焊接不平顺及其对轮轨界面的动态影响 323
12.5 钢轨焊接接头几何评估；荷兰钢轨焊接规范(2005) 329
12.6 焊接不平顺、能耗考虑与劣化 335
参考文献 336
第13章 铁路钢轨隐伤 339
13.1 引言 339
13.2 以往研究的回顾 341
13.2.1 冶金学研究 341
13.2.2 应力和裂纹扩展的研究 341
13.2.3 产生和扩展机理 341
13.3 隐伤与轨道参数的相关性 342
13.3.1 与轨道结构参数的相关性 342
13.3.2 与焊接接头和材料的相关性. 343
13.3.3 与钢轨表面不平顺的相关性 344
13.3.4 与摩擦的相关性 345
13.4 隐伤的特点 346
13.5 弹塑性三维动态滚动接触解 347
13.5.1 材料强度的影响 348
13.5.2 摩擦的影响 348
13.5.3 簧下质量的影响 348
13.5.4 动态接触中的力和表面应力分布 349
13.6 差别磨损和差别塑性变形造成的隐伤萌生 350
13.6.1 差别磨损和变形是如何产生的.350
13.6.2 差别磨损和变形造成动态力增大 353
13.7 隐伤的发展过程 354
13.8 隐伤的检测 356
13.9 应对措施 357
13.10 进一步研究 357
参考文献 358
书单推荐
