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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