目錄

序

前言

第1章緒論 1

參考文獻 12

第2章高聚物結構及熱轉變 15

2.1高聚物結構及熱運動特征 15

2.1.1高分子結構 15

2.1.2高分子微觀熱運動 19

2.1.3非晶態高聚物材料宏觀熱轉變 20

2.2高聚物熱運動的玻璃化轉變理論 22

2.2.1自由體積理論及WLF方程 23

2.2.2時間-溫度疊加原理 26

2.2.3玻璃化轉變溫度的影響因素 30

2.3高聚物玻璃化轉變溫度的測量方法 33

2.3.1靜態測量法 33

2.3.2動態測量法 34

參考文獻 43

第3章高聚物力學性能及理論表征模型 45

3.1高聚物超彈性力學特征及理論模型 45

3.1.1高聚物超彈性力學特征 45

3.1.2超彈性力學模型簡介 46

3.1.3超彈性力學模型表征 49

3.2高聚物線性黏彈性力學特征及理論模型 55

3.2.1高聚物線性黏彈性力學特征 55

3.2.2高聚物線性黏彈性力學模型 62

3.3高聚物非線性黏彈性力學特征及理論模型 94

3.3.1高聚物非線性黏彈性力學特征 94

3.3.2高聚物非線性黏彈性力學模型 97

參考文獻 100

第4章鐵路軌道高聚件非線性剛度測試與表征 103

4.1軌道高聚件剛度的測試指標及參數 103

4.1.1測試荷載範圍 104

4.1.2剛度分類及定義 106

4.1.3幾何道砟板 110

4.2軌道扣件繫統高聚件非線性剛度測試與表征 112

4.2.1實驗設備與配件 112

4.2.2實驗工況與步驟 116

4.2.3實驗結果與表征 121

4.3隔離式減振墊浮置板軌道高聚件非線性剛度測試與表征 130

4.3.1實驗設備 130

4.3.2實驗測試 134

4.3.3實驗結果與表征 138

4.4地鐵車輛段有砟軌道軌枕和道件非線性剛度測試與表征 143

4.4.1實驗測試 143

4.4.2軌枕墊實驗結果分析 147

4.4.3道砟墊實驗結果分析 149

參考文獻 150

第5章鐵路軌道高聚件載變非線性剛度設計 152

5.1軌道扣件繫統組裝垂向載變非線性剛度的測試與設計 152

5.1.1扣件繫統組裝垂向剛度設計的經典計算模型 153

5.1.2分開式扣件繫統組裝垂向剛度的室內實驗測試 157

5.1.3分開式扣件繫統組裝垂向剛度設計模型 160

5.1.4分開式扣件繫統組裝垂向剛度設計的理論解析模型 166

5.2隔離式減振墊浮置件垂向載變非線性剛度設計 174

5.2.1非線性(準)零剛度隔振繫統的減振原理 174

5.2.2隔離式減振墊浮置件垂向載變非線性剛度的減振效果分析 178

5.2.3隔離式減振墊浮置件垂向載變非線性剛度設計的優化建議 182

參考文獻 183

第6章鐵路軌道高聚件幅/頻變非線性動剛度設計 185

6.1軌道扣件幅/頻變動剛度的輪軌垂向耦合時域動力學模型 186

6.1.1車輛垂向運動的動力學模型 186

6.1.2無砟軌道垂向運動的動力學模型 188

6.1.3輪軌垂向接觸模型及算法 193

6.2軌道扣件幅/頻變動剛度的輪軌垂向耦合頻域動力學模型 196

6.2.1車輛垂向運動的動力學矩陣 197

6.2.2鋼軌-扣件繫統周期子結構的動力學矩陣 198

6.2.3輪軌耦合垂向力向量 201

6.2.4輪軌耦合隨機振動的虛擬激勵算法 204

6.3軌道扣件幅/頻變非線性動剛度對輪軌動力響應的影響 204

6.3.1工況設計 204

6.3.2結果分析 206

參考文獻 213

第7章鐵路軌道高聚件載/頻變非線性動剛度設計 215

7.1高聚件軌道繫統固有頻率的科學算法及實驗驗證 216

7.1.1高聚件減振軌道繫統固有頻率的科學算法 216

7.1.2鋼軌-扣件繫統固有頻率的理論計算及實驗驗證 218

7.1.3隔離式減振墊浮置板軌道固有頻率的理論計算及實驗驗證 227

7.2高聚件載/頻變非線性動剛度的輪軌空間耦合動力學模型 232

7.2.1基於分數階導數PT模型的車輛-軌道空間耦合動力學模型 233

7.2.2基於Simulink-Simpack聯合仿真的車輛-軌道空間剛柔耦合動力學模型 236

7.2.3兩類仿真模型的對比驗證 241

7.3高聚件載/頻變非線性動剛度的科學設計方法 246

7.3.1高聚件動剛度傳統設計方法的誤差分析 246

7.3.2高聚件剛度的科學設計方法 259

7.3.3高聚件減振剛度設計的其他關鍵因素 269

7.4高聚件減振軌道插入損失的室內測試評價方法 271

7.4.1車輛-軌道垂向耦合動力仿真 272

7.4.2室內落軸測試新繫統設計及數值仿真 275

7.4.3室內落軸測試新方法的實測效果分析 278

參考文獻 281

第8章鐵路軌道高聚件剛度老化特征及壽命預測 282

8.1軌道高聚件動剛度老化失效壽命的預測方法 283

8.1.1Arrhenius方程預測方法 283

8.1.2動力曲線直化預測方法 284

8.1.3WLF方程預測方法 286

8.2軌道高聚件剛度老化實驗、特征分析及預測方法 287

8.2.1實驗工況設計 287

8.2.2實驗結果分析 288

8.2.3預測結果分析 298

參考文獻 301

附錄I線性黏彈性材料的整數階力學模型 302

附錄II線性黏彈性材料動態力學特性的等效預測——時間-溫度疊加原理 304

附錄III鐵路軌道插入損失國外標準的計算方法 315