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《高等教育"十三五"規劃圖書:鐵道車輛系統動力學及應用》是我國近年來鐵道車輛系統動力學研究的結晶，對動力學理論進行了深入淺出的闡述，系統總結了車輛系統動力學的邊界條件、研究方法、評價體系、試驗方法、典型動力學問題的解決方案和新研究進展，是高速列車大系統耦合動力學中車輛系統動力學的核心內容。
目次
基礎篇
1 鐵道車輛系統動力學概述
1.1 鐵道車輛的發展
1.1.1 鐵路運輸的發展
1.1.2 機車車輛的發展
1.1.3 未來發展
1.2 車輛系統動力學發展概述
1.2.1 車輛系統動力學理論
1.2.2 車輛系統動力學仿真
1.2.3 車輛系統動力學試驗
1.3 車輛系統動力學研究概述
1.3.1 車輛系統動力學主要研究方法
1.3.2 車輛系統動力學的重要應用
1.3.3 車輛系統動力學的難點
2 車輛系統動力學理論基礎
2.1 多體系統動力學理論簡介
2.1.1 多體系統簡介
2.1.2 坐標系及姿態變換
2.1.3 動力學模型
2.1.4 數值積分
2.2 振動理論簡介
2.2.1 線性振動
2.2.2 非線性振動
2.2.3 運動穩定性基本概念
2.2.4 常微分方程幾何分岔理論
2.3 減振理論簡介
2.3.1 基本概念和分類
2.3.2 兩自由度系統
2.3.3 動力吸振器理論
2.3.4 Ruzicka隔振系統
2.4 車輛運動姿態
2.4.1 車輛運動姿態
2.4.2 車輛懸掛模態
2.4.3 輪軌約束
3 輪軌接觸和蠕滑理論
3.1 車輪與鋼軌型面
3.1.1 車輪型面
3.1.2 鋼軌型面
3.2 輪軌幾何接觸理論
3.2.1 輪軌接觸幾何關系的定義
3.2.2 輪軌接觸幾何關系的計算
3.2.3 Hertz和非Hertz接觸理論
3.3 輪軌蠕滑率
3.3.1 蠕滑率的定義
3.3.2 簡化的蠕滑率公式
3.3.3 更完整的蠕滑率表達式
3.4 輪軌滾動接觸經典理論
3.4.1 Kalker線性理論
3.4.2 沈氏理論
3.4.3 Kalker簡化理論（FASTSIM）
3.4.4 Polach滾動接觸理論
3.4.5 輪軌法向力的求解
3.4.6 各種蠕滑理論的比較和適用范圍
4 車輛系統動力學邊界條件
4.1 鐵路軌道與線路
4.1.1 典型線路
4.1.2 軌道空間坐標描述
4.2 軌道不平順
4.2.1 軌道不平順類型
4.2.2 軌道不平順描述及常用軌道譜
4.3 氣動載荷
4.3.1 常用的風載荷獲取方法
4.3.2 常用的風載荷類型
理論篇
5 車輛系統蛇行運動穩定性
5.1 蛇行運動的基本概念
5.2 輪對蛇行運動
5.2.1 動力學方程
5.2.2 蛇行運動規律及數值驗證
5.3 轉向架蛇行運動
5.3.1 剛性轉向架
5.3.2 柔性定位轉向架
5.3.3 轉向架蛇行運動特征
5.4 整車蛇行運動
5.4.1 車輛橫向模型
5.4.2 車輛橫垂耦合模型
5.4.3 車輛蛇行運動特征
5.5 蛇行運動分岔
5.5.1 分岔類型和特征
5.5.2 蛇行運動分岔圖
5.5.3 臨界速度
5.6 蛇行穩定性的影響因素
5.6.1 輪軌因素
5.6.2 一系、二系懸掛參數
5.6.3 車輛結構參數
5.6.4 車輛質量參數
5.6.5 車間減振器
6 車輛系統隨機振動
6.1 隨機振動簡介
6.1.1 基本概念
6.1.2 隨機變量
6.1.3 隨機函數
6.2 車輛系統垂向隨機振動
6.2.1 車輛垂向隨機振動模型
6.2.2 車輛系統垂向隨機振動規律
6.3 車輛系統橫向隨機振動
6.3.1 車輛橫向動力學模型
6.3.2 輪軌蠕滑
6.3.3 車輛橫向隨機振動規律
6.4 乘坐性能的影響因素
6.4.1 輪軌因素
6.4.2 一系懸掛參數
6.4.3 二系懸掛參數
6.4.4 車輛結構參數
7 車輛系統曲線通過性能
7.1 蠕滑力導向機理
7.1.1 純滾線
7.1.2 蠕滑力
7.1.3 蠕滑力導向
7.2 車輛曲線通過模型及分析
7.2.1 車輛曲線通過動力學方程
7.2.2 車輛穩態曲線通過
7.2.3 車輛動態曲線通過
7.3 車輪磨耗和損傷
7.3.1 車輪磨耗
7.3.2 車輪損傷
7.4 車輛曲線通過性能影響因素
7.4.1 動力學指標
7.4.2 車輛曲線通過影響因素
8 列車系統動力學
8.1 列車動力學因素
8.1.1 車鉤緩沖裝置
8.1.2 牽引制動
8.1.3 線路條件
8.2 列車動力學模型
8.2.1 采用單自由度車輛的列車縱向動力學模型
8.2.2 列車橫向動力學模型
8.2.3 全自由度列車模型
8.3 列車動力學應用
8.3.1 列車連掛模擬
8.3.2 司機駕駛模擬
8.3.3 尾車晃動分析
實踐篇
9 車輛系統動力學評價方法和指標
9.1 蛇行運動穩定性
9.1.1 漸進穩定性判斷方法
9.1.2 線路評判蛇行穩定性的方法
9.2 運行平穩性
9.2.1 Sperling平穩性指標
9.2.2 舒適度指標
9.2.3 ISO 2631振動性能
9.2.4 運行質量
9.3 運行安全性
9.3.1 常規指標
9.3.2 扭曲線路通過
9.3.3 轉向架轉動系數
9.4 其余動力學指標
9.4.1 柔度系數
9.4.21、P2力
9.4.3 輪軌磨耗指標
10 車輛系統動力學試驗
10.1 比例模型及部件試驗
10.1.1 輪對試驗
10.1.2 懸掛元件試驗
10.1.3 轉向架及車體試驗
10.1.4 弓網關系試驗臺
10.2 整車臺架試驗
10.2.1 整車滾動試驗臺
10.2.2 整車振動試驗臺
10.2.3 機車車輛滾動振動試驗臺
10.2.4 整車參數試驗臺
10.3 線路試驗
10.3.1 線路常規試驗
10.3.2 線路跟蹤試驗
10.3.3 線路研究性試驗
11 車輛系統動力學仿真
11.1 動力學仿真基本方法
11.1.1 車輛動力學建模的基本方法
11.1.2 動力學仿真常用軟件
11.2 動力學現象分析
11.2.1 常規動力學現象
11.2.2 車輛異常振動問題
11.2.3 車輛晃動
11.3 動力學性能預測和參數優化
11.3.1 車輛動力學性能預測
11.3.2 車輛系統參數優化
12 車輛系統動力學控制技術
12.1 鐵道車輛半主動和主動控制
12.1.1 半主動控制
12.1.2 主動控制
12.2 擺式列車
12.2.1 擺式列車的基本原理
12.2.2 擺式列車類型
12.2.3 擺式列車工程應用
12.3 徑向轉向架
12.3.1 徑向轉向架的機理
12.3.2 徑向轉向架的種類
12.3.3 應用及效果
參考文獻
1 鐵道車輛系統動力學概述
1.1 鐵道車輛的發展
1.1.1 鐵路運輸的發展
1.1.2 機車車輛的發展
1.1.3 未來發展
1.2 車輛系統動力學發展概述
1.2.1 車輛系統動力學理論
1.2.2 車輛系統動力學仿真
1.2.3 車輛系統動力學試驗
1.3 車輛系統動力學研究概述
1.3.1 車輛系統動力學主要研究方法
1.3.2 車輛系統動力學的重要應用
1.3.3 車輛系統動力學的難點
2 車輛系統動力學理論基礎
2.1 多體系統動力學理論簡介
2.1.1 多體系統簡介
2.1.2 坐標系及姿態變換
2.1.3 動力學模型
2.1.4 數值積分
2.2 振動理論簡介
2.2.1 線性振動
2.2.2 非線性振動
2.2.3 運動穩定性基本概念
2.2.4 常微分方程幾何分岔理論
2.3 減振理論簡介
2.3.1 基本概念和分類
2.3.2 兩自由度系統
2.3.3 動力吸振器理論
2.3.4 Ruzicka隔振系統
2.4 車輛運動姿態
2.4.1 車輛運動姿態
2.4.2 車輛懸掛模態
2.4.3 輪軌約束
3 輪軌接觸和蠕滑理論
3.1 車輪與鋼軌型面
3.1.1 車輪型面
3.1.2 鋼軌型面
3.2 輪軌幾何接觸理論
3.2.1 輪軌接觸幾何關系的定義
3.2.2 輪軌接觸幾何關系的計算
3.2.3 Hertz和非Hertz接觸理論
3.3 輪軌蠕滑率
3.3.1 蠕滑率的定義
3.3.2 簡化的蠕滑率公式
3.3.3 更完整的蠕滑率表達式
3.4 輪軌滾動接觸經典理論
3.4.1 Kalker線性理論
3.4.2 沈氏理論
3.4.3 Kalker簡化理論（FASTSIM）
3.4.4 Polach滾動接觸理論
3.4.5 輪軌法向力的求解
3.4.6 各種蠕滑理論的比較和適用范圍
4 車輛系統動力學邊界條件
4.1 鐵路軌道與線路
4.1.1 典型線路
4.1.2 軌道空間坐標描述
4.2 軌道不平順
4.2.1 軌道不平順類型
4.2.2 軌道不平順描述及常用軌道譜
4.3 氣動載荷
4.3.1 常用的風載荷獲取方法
4.3.2 常用的風載荷類型
理論篇
5 車輛系統蛇行運動穩定性
5.1 蛇行運動的基本概念
5.2 輪對蛇行運動
5.2.1 動力學方程
5.2.2 蛇行運動規律及數值驗證
5.3 轉向架蛇行運動
5.3.1 剛性轉向架
5.3.2 柔性定位轉向架
5.3.3 轉向架蛇行運動特征
5.4 整車蛇行運動
5.4.1 車輛橫向模型
5.4.2 車輛橫垂耦合模型
5.4.3 車輛蛇行運動特征
5.5 蛇行運動分岔
5.5.1 分岔類型和特征
5.5.2 蛇行運動分岔圖
5.5.3 臨界速度
5.6 蛇行穩定性的影響因素
5.6.1 輪軌因素
5.6.2 一系、二系懸掛參數
5.6.3 車輛結構參數
5.6.4 車輛質量參數
5.6.5 車間減振器
6 車輛系統隨機振動
6.1 隨機振動簡介
6.1.1 基本概念
6.1.2 隨機變量
6.1.3 隨機函數
6.2 車輛系統垂向隨機振動
6.2.1 車輛垂向隨機振動模型
6.2.2 車輛系統垂向隨機振動規律
6.3 車輛系統橫向隨機振動
6.3.1 車輛橫向動力學模型
6.3.2 輪軌蠕滑
6.3.3 車輛橫向隨機振動規律
6.4 乘坐性能的影響因素
6.4.1 輪軌因素
6.4.2 一系懸掛參數
6.4.3 二系懸掛參數
6.4.4 車輛結構參數
7 車輛系統曲線通過性能
7.1 蠕滑力導向機理
7.1.1 純滾線
7.1.2 蠕滑力
7.1.3 蠕滑力導向
7.2 車輛曲線通過模型及分析
7.2.1 車輛曲線通過動力學方程
7.2.2 車輛穩態曲線通過
7.2.3 車輛動態曲線通過
7.3 車輪磨耗和損傷
7.3.1 車輪磨耗
7.3.2 車輪損傷
7.4 車輛曲線通過性能影響因素
7.4.1 動力學指標
7.4.2 車輛曲線通過影響因素
8 列車系統動力學
8.1 列車動力學因素
8.1.1 車鉤緩沖裝置
8.1.2 牽引制動
8.1.3 線路條件
8.2 列車動力學模型
8.2.1 采用單自由度車輛的列車縱向動力學模型
8.2.2 列車橫向動力學模型
8.2.3 全自由度列車模型
8.3 列車動力學應用
8.3.1 列車連掛模擬
8.3.2 司機駕駛模擬
8.3.3 尾車晃動分析
實踐篇
9 車輛系統動力學評價方法和指標
9.1 蛇行運動穩定性
9.1.1 漸進穩定性判斷方法
9.1.2 線路評判蛇行穩定性的方法
9.2 運行平穩性
9.2.1 Sperling平穩性指標
9.2.2 舒適度指標
9.2.3 ISO 2631振動性能
9.2.4 運行質量
9.3 運行安全性
9.3.1 常規指標
9.3.2 扭曲線路通過
9.3.3 轉向架轉動系數
9.4 其余動力學指標
9.4.1 柔度系數
9.4.21、P2力
9.4.3 輪軌磨耗指標
10 車輛系統動力學試驗
10.1 比例模型及部件試驗
10.1.1 輪對試驗
10.1.2 懸掛元件試驗
10.1.3 轉向架及車體試驗
10.1.4 弓網關系試驗臺
10.2 整車臺架試驗
10.2.1 整車滾動試驗臺
10.2.2 整車振動試驗臺
10.2.3 機車車輛滾動振動試驗臺
10.2.4 整車參數試驗臺
10.3 線路試驗
10.3.1 線路常規試驗
10.3.2 線路跟蹤試驗
10.3.3 線路研究性試驗
11 車輛系統動力學仿真
11.1 動力學仿真基本方法
11.1.1 車輛動力學建模的基本方法
11.1.2 動力學仿真常用軟件
11.2 動力學現象分析
11.2.1 常規動力學現象
11.2.2 車輛異常振動問題
11.2.3 車輛晃動
11.3 動力學性能預測和參數優化
11.3.1 車輛動力學性能預測
11.3.2 車輛系統參數優化
12 車輛系統動力學控制技術
12.1 鐵道車輛半主動和主動控制
12.1.1 半主動控制
12.1.2 主動控制
12.2 擺式列車
12.2.1 擺式列車的基本原理
12.2.2 擺式列車類型
12.2.3 擺式列車工程應用
12.3 徑向轉向架
12.3.1 徑向轉向架的機理
12.3.2 徑向轉向架的種類
12.3.3 應用及效果
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