好书推荐 |《高速铁路轨道动力学程序设计》

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本书讨论了高速铁路发展背景、科技研究和轨道工程重要性。中国高铁领先世界，推动社会经济发展。轨道工程是关键，面临技术创新挑战。雷晓燕教授专研高铁轨道动力学，提出车辆-轨道耦合系统动力学程序，强调模型合理性、算法精确性和工程实用性。该书为轨道交通研究提供了宝贵资源，助力行业可持续发展。

轨道工程是高速铁路、普速铁路、重载铁路、城市轨道交通以及磁悬浮铁路中的重要基础设施，主要包括轨道-路基系统、轨道-桥梁系统和轨道-隧道系统的结构设计、施工、建设、运行维护、安全保障以及与环境的协调技术。高速铁路的轨道工程是国家高速铁路和轨道交通建设、运行维护、安全保障和可持续发展的重要支撑。目前，我国的高速铁路正在从大规模的设计和建造逐渐转向检测维护、运营安全保障和运营品质提升。为了进一步推动我国高速铁路轨道工程技术的发展，引领国际轨道交通的发展，我们需要深入系统地总结我国高铁轨道工程的技术经验，解决建设和运营中的许多科技难题和挑战，明确其中的关键科学技术问题，把握前沿发展方向，规划布局并推进关键基础理论和技术的研究创新，以更好地支持轨道交通事业的快速发展。

随着列车速度的不断加快、列车数量的密集度增加以及运输负荷的持续上升，列车与轨道之间的相互作用力也随之增强，这导致了轨道结构的病害频繁发生。为了适应这种铁路发展的变化，全球各国都在加强技术创新，广泛采用新技术、新工艺、新材料、新设计和科学管理方法于轨道交通中，因此出现了许多新的轨道结构型式和特殊用途的特殊轨道，例如德国的博客板轨道、双块式轨道，中国的 CRST III型轨道、75kg 重型轨道，以及用于减振降噪的钢弹簧浮置板轨道和嵌入式轨道等。

轨道动力学是轨道结构设计和制造的基础，在轨道技术创新中的重要性日益凸显。当高速列车在轨道上行驶时，机车车辆与轨道结构通过轮轨关系互相关联、互相作用，形成一个复杂的动态耦合系统。在研究机车车辆动力学性能时，不能简单地将线路视为外部干扰。同样，线路也不存在独立于列车的激扰特性。因此，在分析列车和轨道结构的动力特性时，必须将车辆和轨道结构作为一个耦合系统进行研究。

目前，国内外学者和工程技术人员在车辆-轨道耦合动力学研究中，主要使用商业软件和自编软件。商业软件，如 ANSYS、ABAQUS、UM 等，尽管功能十分强大，前后处理能力出色，但是只能处理一般的、带有共性的工程技术问题，对行驶于随机不平顺轨道上的列车引起的车辆-轨道耦合振动则无法处理。因此，深入研究列车-轨道耦合系统动力学性能更多地需要依靠自编软件。