轮轨振动与噪声 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘林芽 著

图书标签:

• 轮轨振动
• 轨道交通
• 噪声控制
• 振动分析
• 结构动力学
• 车辆工程
• 声学
• 交通工程
• 有限元分析
• 信号处理

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564340568

版次：1

商品编码：11929690

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

页数：262

字数：302000

正文语种：中文

内容简介

　　《轮轨振动与噪声》主要介绍轮轨作用下引起的车轮与钢轨的振动与噪声研究成果，包括轮轨相互作用理论与模型，轮轨噪声辐射理论，车轮振动特性、钢轨振动特性、车轮声辐射特性、钢轨声辐射特性，阻尼车轮减振降噪分析，阻尼钢轨减振降分析。给出了具体的理论分析及相应的检测办法，具有较高的理论水平及学术价值。

内页插图

目录

第1章 轮轨噪声预测与分析
1．1 轮轨相互作用理论
1．2 轮轨速度阻抗分析
1．3 轮轨噪声计算
1．4 轮轨噪声特性分析
1．5 系统参数对轮轨噪声治理的影响

第2章 车辆一轨道动力学模型
2．1 车辆-轨道垂向耦合分析模型
2．2 轮轨不平顺
2．3 轨道-车辆耦合系统数值计算

第3章 基于有限元法与边界元法的钢轨振动与声辐射分析
3．1 钢轨有限元模型
3．2 钢轨振动特性分析
3．3 钢轨声辐射特性分析
3．4 钢轨声学贡献分析

第4章 基于有限元与边界元的车轮振动与声辐射分析
4．1 车轮有限元模型
4．2 车轮振动特性分析
4．3 车轮声辐射特性分析
4．4 车轮声学贡献分析

第5章 基于遗传算法的低噪声车轮声辐射优化设计研究
5．1 车轮声辐射最优化设计模型
5．2 基于遗传算法的车轮声辐射优化求解方法
5．3 轮轨动力学分析模型
5．4 优化车轮高频振动声辐射分析及降噪评价

第6章 钢轨动力吸振器
6．1 钢轨动力吸振器设计
6．2 具有钢轨动力吸振器的轨道振动分析

第7章 阻尼车轮及阻尼钢轨的减振降噪试验分析
7．1 阻尼车轮减振降噪的试验分析
7．2 阻尼钢轨减振降噪的试验分析

参考文献

前言/序言

　　随着我国经济的飞速发展和社会的日益进步，高速铁路因为具有全封闭、运能大、高效率、能耗低、高舒适性、安全系数高、低污染、不受气候影响等特点，在我国得到快速发展。截止到2015年年底，全国铁路营业里程超过12万千米，居世界第二位，其中高铁1.9万千米，居世界*一位，超过世界高铁营业里程的一半，是当之无愧的世界*一高铁大国，以高速铁路为主骨架的快速铁路网基本建成，总规模达4万千米以上。
　　然而，随着铁路列车速度的提高，由此带来的环境问题日益突出。国内外高速铁路的运行经验表明，高速列车的环境问题是高速铁路最难解决的三大问题之一，其他两个问题分别是安全性和舒适性问题，而振动与噪声问题则是高速列车环境污染中最突出的问题。因此，有效地减少和消除振动与噪声，是关系到铁路能否发挥高效运能的关键。世界*一条高速铁路——日本新干线的振动及噪声曾受到公众的强烈反对，因而在其投入运行后采取了一系列措施进行补救；法国TGV列车由于运行噪声，沿线居民提出强烈反对，因而不得不面临在一些区段限速的局面。当今人们环保意识日益增强，如何降低高速列车运行时的振动与噪声是高速铁路发展过程中无法回避的问题。
　　本书是刘林芽教授研究团队关于轮轨振动与噪声方向的研究总结，先后得到了多项国家基金的资助，如国家自然科学基金项目“基于轮轨高频振动非线性接触模型的轮轨噪声研究”（编号：50768004）、“铁路轮轨系统振动噪声信号传递的数学建模及研究”（编号：51068007）、“列车低噪声车轮声辐射优化模型及其遗传算法研究”（编号：51268014）、“基于响应面法的轨道交通箱型梁结构声学优化设计研究”（编号：51578238）。

《机械系统动力学与故障诊断》 本书深入探讨了现代机械系统中普遍存在的动力学特性与潜在的故障诊断方法。在快速发展的工业制造和工程技术领域，保证机械设备的高效、稳定运行至关重要。本书聚焦于机械系统的运动规律、能量传递、以及由此引发的振动现象，为理解复杂机械行为提供了一个坚实的基础。 第一部分：机械系统动力学基础 本部分首先回顾并系统梳理了经典力学中的核心概念，包括质点和刚体的运动学与动力学方程。我们将从牛顿第二定律出发，逐步引入拉格朗日方程和哈密顿方程，展示更为普适和高效的动力学建模方法，尤其适用于多自由度复杂系统。 振动理论回顾与拓展： 详细阐述单自由度和多自由度系统的自由振动、受迫振动及阻尼振动。我们将深入分析固有频率、阻尼比、模态等关键参数的物理意义及其对系统响应的影响。同时，本书将介绍非线性振动系统的特性，如分岔、混沌等现象，并分析其在某些特殊工况下的出现机理。 机械系统建模技术： 探讨了建立机械系统动力学模型的核心技术。这包括有限元方法（FEM）在离散化和模型建立中的应用，集中参数模型与分布式参数模型的选择与构建，以及针对复杂机构（如齿轮传动、曲柄滑块机构等）的运动学和动力学建模方法。我们将重点关注模型的精度与计算效率之间的权衡，以及如何根据实际需求选择合适的建模策略。 耦合动力学分析： 针对现代机械系统中常见的耦合现象，如结构-流体耦合、电-磁-力耦合等，本书将提供系统的分析框架。我们将介绍多物理场仿真软件在处理这类复杂耦合问题中的作用，以及如何通过耦合动力学分析来预测系统在多因素作用下的整体行为。 第二部分：机械系统故障诊断理论与实践 在掌握了机械系统的动力学行为之后，本书的第二部分将重点转向如何识别和诊断系统中的潜在故障。准确及时的故障诊断能够有效避免灾难性损坏，减少停机时间，提高设备可用性。 故障信号分析技术： 详细介绍用于故障诊断的各类信号采集与处理技术。我们将从时域信号分析（如均值、方差、峭度、峰度等统计量）入手，深入分析频域分析（如傅里叶变换、功率谱密度、倒频谱分析等）在识别周期性故障特征中的应用。此外，小波变换等时频分析方法也将得到阐述，以应对非平稳信号的分析需求。 特征提取与模式识别： 故障诊断的核心在于从复杂的观测信号中提取出能够指示故障状态的特征。本书将介绍多种特征提取方法，包括时域特征、频域特征、时频域特征以及基于模型降维的特征提取技术。随后，我们将探讨如何运用模式识别技术，如主成分分析（PCA）、独立成分分析（ICA）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）等，构建有效的故障诊断模型，实现对不同故障模式的分类与识别。 故障诊断方法论： 本部分将介绍几种主流的故障诊断方法论。 基于模型的方法： 介绍如何利用已建立的动力学模型，通过对比模型预测输出与实际观测数据之间的差异来检测和定位故障。这包括残差分析、状态估计（如卡尔曼滤波）等技术。 基于数据驱动的方法： 重点阐述如何从大量的运行数据中学习故障模式，而无需详细的物理模型。这包括了机器学习在故障诊断中的广泛应用，如基于聚类、分类的诊断技术。 混合方法： 探讨如何结合基于模型的方法和数据驱动的方法，取长补短，以获得更鲁棒和准确的诊断结果。 典型机械系统的故障诊断案例研究： 为了更好地将理论知识转化为实践能力，本书将选取一些典型的机械系统（如轴承、齿轮箱、叶轮机械、液压系统等）作为案例，详细展示其常见的故障类型、故障机理，以及如何运用本书所介绍的动力学分析和故障诊断技术进行有效的分析与诊断。这些案例将贯穿信号采集、特征提取、模型构建和诊断判别的全过程，帮助读者理解并掌握解决实际工程问题的能力。 本书适合机械工程、动力学与控制、航空航天、汽车工程等领域的学生、研究人员及工程技术人员阅读。通过本书的学习，读者将能够深刻理解机械系统的动力学行为，掌握先进的故障诊断理论与技术，从而为提高机械设备的可靠性、安全性和经济性提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对工程美学有一定追求的读者，尤其欣赏那些能够将复杂技术与实用功能完美结合的设计。这本《轮轨振动与噪声》恰恰展现了这种工程美学。我被书中关于如何通过精巧的设计来“驯服”振动和噪声的理念所吸引。书中不仅仅是简单地罗列理论知识，更是将这些理论与大量的工程实践相结合。我特别喜欢书中关于“模态分析”的章节，它详细解释了列车和轨道结构是如何拥有各自的振动模态，以及当这些模态发生耦合时，会产生怎样的共振效应。作者通过计算机模拟的动态过程，形象地展示了不同振动模态的能量分布和传播路径。这让我惊叹于工程师们如何能够预见到这些复杂的动力学行为，并将其纳入设计考量。书中还介绍了诸如“阻尼材料”和“吸声结构”在轮轨振动与噪声控制中的应用。例如，在桥梁结构中加入阻尼层，或者在隧道内壁铺设吸声材料，这些看似微小的改变，却能显著地降低噪声的传播。我被书中关于“弹性支撑”和“隔振垫”的设计原理所吸引，它们如何巧妙地隔离振动，使其不至于传递到周围的建筑物。这本书让我意识到，一个看似简单的轨道系统，背后凝聚了多少工程师的智慧和对物理世界细致入微的理解。它让我看到了一种将科学原理转化为实际应用，并最终提升人类生活品质的工程艺术。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我购买这本书并没有一个非常明确的目的，更多的是出于一种知识探索的兴趣。我对物理学和工程学中的一些基本原理很感兴趣，尤其喜欢那种能够解释日常现象的科学理论。偶然在网上看到这本书的介绍，其内容涉及到振动、噪声、材料力学等多个跨学科的领域，这正是我所好奇的。拿到书后，我发现它远比我预想的要更为深入和专业。书中对轮轨接触动力学的描述，让我了解到了在高速运行的列车下，轮与轨之间的复杂相互作用。它详细分析了点接触、线接触以及不同轮轨廓形对振动和噪声产生的影响。我印象最深的是关于谐振分析的部分，书中解释了在特定速度和频率下，轮轨系统可能会产生共振，从而放大振动和噪声。这让我联想到，为什么有时候列车会突然发出很大的噪音，原来背后有着如此精妙的物理原理。这本书也详细介绍了各种降噪技术，比如采用低噪声型钢轨、优化车轮廓形、以及使用不同的道床材料来吸收振动。它还提到了声学设计在轨道交通工程中的重要性，比如声屏障的选型和布置。虽然书中的一些数学推导和公式我可能无法完全理解，但作者通过图示和文字的结合，让我能够大致把握其中的逻辑和核心思想。这是一本能够极大地拓展读者视野的书籍，让我对物理世界有了更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对城市基础设施建设充满好奇的普通市民，尤其对那些默默支撑我们日常出行的庞大工程系统感到着迷。我的家乡正在经历一个大规模的轨道交通扩建项目，这意味着未来会有更多的列车在我们身边穿梭。出于对未来城市环境的关心，我主动寻找相关领域的知识。这本《轮轨振动与噪声》吸引了我，因为它的主题直接触及到了城市轨道交通中最容易被大众感知，却又往往被忽视的问题——振动和噪声。这本书的内容之丰富，远远超出了我的预期。它不仅仅是简单地列举噪声的种类，而是深入到轮轨相互作用的微观层面，探讨了材料属性、几何形状、接触力学等如何共同影响振动的产生和传递。我被书中关于钢轨波形磨损和啃轨现象对噪声影响的章节深深吸引。作者用生动的语言描述了这些看似微小的表面缺陷，如何通过滚动的车轮被放大，成为恼人的振动源和噪声源。书中还详细介绍了各种减振降噪的技术手段，从最基础的弹性扣件、道床的吸振作用，到更复杂的轨道减振器、隔振结构的应用，都进行了详尽的介绍，并配以大量实际工程的案例分析。读这本书，让我深刻体会到，建设一条平稳、安静的轨道交通系统，需要工程师们在无数个细节上付出大量的努力和智慧。它让我看到了一个工程领域背后严谨的科学研究和精湛的设计理念。

评分☆☆☆☆☆

我是一个非常注重居住环境舒适度的人，尤其是对噪音非常敏感。最近因为搬家，我搬到了一个靠近高架桥和铁路的区域，每天都会受到不同程度的噪音困扰。在寻求解决方案的过程中，我偶然发现了这本《轮轨振动与噪声》。这本书的内容之详尽，让我对噪音的产生有了前所未有的认识。我非常关注书中关于“空气动力学噪声”的部分，它详细解释了列车高速运行时，与空气的相互作用产生的各种气流噪声，比如车体周围的涡流、裙板产生的噪声等等。这让我意识到，原来不仅仅是机械摩擦会产生噪音，空气的流动同样是重要的噪声源。书中还深入探讨了“轮轨冲击噪声”的产生机理，比如钢轨接头、道岔区以及轨道不平顺引起的车轮瞬时冲击，这些冲击能量是如何通过轮轨系统传递并辐射出去的。我尤其对书中介绍的“主动降噪”和“被动降噪”技术进行了深入的了解。它详细阐述了声屏障的设计原理、隔振器的作用，以及如何通过优化列车设计来降低气动噪声。虽然我不是专业的工程师，但书中清晰的图示和逻辑严密的讲解，让我能够大致理解这些复杂的技术。这本书不仅让我认清了噪音的根源，更重要的是，它让我看到了改善居住环境的可能性，让我对接下来的降噪改造工作充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，其实是为了解决一个困扰我许久的问题。我居住的社区紧邻一条繁忙的铁路，每到夜深人静时，列车的呼啸声和轨道传来的隆隆声，严重影响了我的睡眠质量。我一直在寻找能够解释这种现象的科学原理，并希望从中找到一些改善的可能性。偶然间，我听一位工程师朋友提起了“轮轨振动与噪声”这本书，他形容这本书是该领域的“圣经”。带着一丝希望，我购买了它。翻开书，我最先被吸引的是书中对不同类型列车（如地铁、高铁、货运列车）在不同工况下（如直线、曲线、道岔区）产生的振动和噪声特征的详细对比分析。书中通过大量的实测数据图表，清晰地展示了各种工况下振动加速度、噪声声压级等参数的变化规律。我特别关注了关于曲线行车时轮轨相互作用以及由此产生的噪声问题。书中详细阐述了轮缘与钢轨的摩擦、啃伤等现象如何导致额外的噪声产生，并且提供了多种降低曲线噪声的工程措施，例如对钢轨进行打磨、使用低噪声型钢轨、优化曲线半径设计等。这些具体而可操作的建议，让我看到了改善我居住环境的希望。虽然书中涉及的数学模型和计算方法我并不完全理解，但作者在描述原理时，总是会配合精美的插图和清晰的逻辑，让我这个非专业读者也能大致把握其精髓。这本书无疑为我提供了一个理解并可能解决我所面临问题的科学框架。

评分☆☆☆☆☆

这次购书纯属偶然，起初我是在书店里闲逛，偶然间看到书架上摆放着一本封面设计简洁但略显专业的书籍，书名是“轮轨振动与噪声”。我平时对交通工具的工程学方面不算特别了解，但最近正好因为一些生活上的原因，对城市轨道交通的运行产生了一些好奇。尤其是在乘坐地铁或者高铁时，那种伴随着列车前行的低沉轰鸣声和时而出现的细微颠簸，让我不禁思考这些声音和震动的来源。虽然“轮轨振动与噪声”这个书名听起来就足够学术，我担心自己难以理解，但鬼使神差地，我还是把它带回了家。回到家后，我把它随意地放在书桌上，过了一段时间，我才开始真正翻阅它。打开的第一感觉是，这本书的排版设计非常清晰，虽然有大量的公式和图表，但注释都很到位，而且语言风格并没有我预想的那么枯燥。我先是浏览了目录，看到了关于轮轨接触理论、振动传递路径、噪声源识别等章节，这些标题本身就勾<seg_64>了我对背后原理的探究欲。我尝试着阅读了其中关于列车通过曲线时的振动特性分析那一部分，书中结合了大量的实际测量数据和仿真模型，详细解释了为什么在弯道上，列车会产生比直线行驶时更明显的噪声和颠簸。它不仅仅是简单地陈述现象，而是深入到材料力学、动力学耦合等多个工程学科的层面，试图给出一个科学的解释。读到这里，我才意识到，原来我们日常生活中感受到的那些“不适”，背后都蕴含着如此复杂的工程计算和设计。这本书让我对铁路工程的严谨性有了全新的认识，也激发了我进一步了解其他交通工具振动和噪声控制技术的兴趣。虽然我对其中的很多专业术语还需要查阅资料才能完全理解，但整体而言，这本书给我打开了一个全新的视角，让我看到了一个熟悉的世界背后不为人知的工程奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本《轮轨振动与噪声》并非我书架上常见的那些轻松读物，它的专业性毋庸置疑。然而，正是这份专业性，吸引了我作为一名对精密工程和材料科学稍有了解的爱好者。我一直对工程领域的“细节决定成败”有着深刻的体会，而轮轨振动与噪声，恰恰是将这一理念体现得淋漓尽致的领域。我特别着迷于书中对于材料选择和结构设计的论述。例如，它详细分析了不同合金钢材在轮轨接触过程中的磨损特性和疲劳寿命，以及不同弹性的橡胶材料在减振扣件中的作用。书中还探讨了道床的材料组成，如碎石、碎石与沥青混合物、混凝土等，它们在阻尼和隔振方面的性能差异。我印象深刻的是，书中用图表清晰地展示了不同道床材料的阻尼比，以及它们对振动能量传递效率的影响。这让我意识到，我们脚下看似简单的轨道，实际上是经过了无数次科学计算和材料实验的优化结果。此外，书中关于轨道不平顺对振动和噪声影响的章节也令我受益匪浅。作者分析了由于制造误差、施工偏差以及运营过程中的磨损，轨道表面不可避免地会产生各种不平顺，这些不平顺是如何与车轮接触，从而产生冲击振动和噪声的。书中还介绍了如何通过精密的测量设备来监测轨道不平顺，并采取相应的养护措施来延缓其发展。这本书为我打开了一个全新的工程视角，让我看到了一个宏伟系统背后无数精妙的工程设计和材料科学的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在思考城市发展的可持续性问题，尤其是在交通噪音污染方面。我居住的城市拥有非常发达的铁路网络，但随之而来的噪音问题也日益突出。因此，我希望能够找到一本能够从科学角度解释这些问题的书籍。在朋友的推荐下，我购入了《轮轨振动与噪声》。这本书的内容相当详实，它不仅仅停留于现象的描述，而是深入到了轮轨相互作用的微观物理层面。我特别被书中关于声辐射机制的章节所吸引。作者详细地解释了车轮和钢轨在碰撞、摩擦过程中，如何将机械能转化为声能，进而产生我们所听到的噪声。书中还区分了不同类型的噪声，如滚动噪声、冲击噪声、齿轮噪声（针对动车组）以及空气动力学噪声，并分析了它们各自的产生源和主导频率。我尤其感兴趣的是书中关于“滚动噪声”的章节，它详细阐述了车轮与钢轨接触面不平整所引起的振动，这些振动又通过钢轨和桥梁结构向外辐射声波。书中列举了多种降低滚动噪声的方法，例如通过改进钢轨轧制工艺、优化车轮踏面廓形、以及使用吸声材料等。这些信息让我对改善城市交通噪音有了更具象化的认识，也让我看到了科技在环境保护方面的巨大潜力。这本书为我提供了一个科学的框架来理解和评估城市交通噪音问题，并且让我对未来的城市发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我非常惊喜的书。最初吸引我的是它在学术界的高度评价，但作为一个对机械工程领域并非专精的读者，我抱着一种尝试的心态去阅读。没想到，这本书的叙述方式出乎意料地清晰易懂，即便是在讨论复杂的振动模态和声学耦合时，作者也尽可能地用通俗易懂的语言加以阐述，辅以大量的示意图和实际案例，让原本抽象的概念变得直观起来。我尤其喜欢书中关于噪声源分离的那一部分，它细致地分析了轮轨噪声的不同组成部分，例如滚动噪声、冲击噪声、空气动力学噪声等等，并给出了各自的产生机制和影响因素。书中还列举了一些实际工程中降低这些噪声的措施，比如轨道减振扣件、弹性轨枕、声屏障的设计原理和应用效果。这些内容让我对铁路建设中的环保考量有了更深的理解。我一直以为铁路的噪音只是单纯的机械摩擦声，但读完这本书我才明白，原来它是一个多方面因素共同作用的结果，而且不同类型的噪声，其产生机理和控制方法也大相径庭。书中对于材料选择、结构设计在减振降噪方面的作用也进行了详细的论述，例如不同钢轨材料的阻尼特性，以及道床不同填料对振动传递的影响。这些细节让我感受到工程师们在解决实际问题时所付出的心血和智慧。总的来说，这本书不仅提供了丰富的理论知识，更重要的是，它将这些知识与实际应用紧密结合，让读者能够深刻地体会到工程技术在改善生活环境中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对历史和技术发展脉络感兴趣的读者，我购买这本书的初衷，是希望能够了解轮轨振动与噪声控制技术是如何随着时代的发展而演进的。然而，这本书的内容让我看到了远超我预期的深度和广度。它不仅仅是简单地介绍当下的技术，而是追溯了该领域发展的历史根源。书中在早期章节中，对十九世纪末和二十世纪初，随着铁路的快速发展，人们开始意识到振动和噪声问题的严峻性，并开始进行初步的研究和探索。它提及了一些早期具有里程碑意义的实验和理论突破，以及当时所面临的技术局限。我尤其被书中关于“早期铁路减振措施”的描述所吸引，例如早期对道床材料的不断尝试，以及对钢轨形状的初步优化。虽然这些措施在今天看来可能显得粗糙，但它们却是人类在认识和控制轮轨振动与噪声过程中迈出的重要一步。随着工业革命的深入，书中详细描述了材料科学、动力学理论以及声学技术的进步，是如何推动轮轨振动与噪声控制技术不断发展的。例如，弹性扣件的发明，以及后来出现的无缝钢轨技术，都极大地改善了列车的运行平稳性和降噪效果。这本书让我看到了一条从经验式探索到科学化设计的演进之路，也让我对工程技术的不断革新有了更深刻的认识。