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Understanding the dynamics of railway vehicles, and indeed of the entire vehicle–track system, is critical to ensuring safe and economical operation of modern railways. As the challenges of higher speed and higher loads with very high levels of safety require ever more innovative engineering solutions, better understanding of the technical issues and use of new computer based tools is required. Encompassing the field from historical development to state-of-the-art modeling and simulation methods, Simon Iwnicki’s Handbook of Railway Vehicle Dynamics sets a new standard of authority and practicality in the study of railway vehicle dynamics. Drawing on the experiences and research of leading international experts, this critical reference surveys the main areas of railway vehicle dynamics. Through mathematical analysis and practical examples, it builds a deep and functional understanding of the wheel–rail interface, suspension and suspension component design, simulation and testing of electrical and mechanical systems, interaction with surrounding infrastructure, and noise and vibration. In-depth discussions deconstruct the components of both vehicle and track systems, explain their contribution to dynamic behavior, and evaluate the advantages and disadvantages of various practical solutions. The book also considers the unique issues of railway tribology, gauging, and derailment. Coverage of computer models, test procedures, roller rigs, and scale testing completes this essential handbook. Whether for the newcomer or the seasoned professional, the Handbook of Railway Vehicle Dynamics is an indispensable tool for modern railway vehicle design.
Fundamentals of Rail Vehicle Dynamics lays a foundation for the design of rail vehicles based on the mechanics of wheel-rail interaction as described by the equations of motion. The author advances simple models to elucidate particular challenges and demonstrate innovative systems while using analytical studies to examine novel design concepts. Rather than focusing on a "typical" set of parameters, the book discusses the issues associated with the complete range of parameters available, concentrating on the configuration and parametric design of the bogie in relation to steering, dynamic response, and stability. This is an excellent reference for designers and researchers involved vehicle development.
During the last decades completely new technologies for high speed railway vehicles have been developed. The primary goals have been to increase traction, axle load, and travelling speed, and to guarantee the safety of the passengers. However, new developments have revealed new limitations: settlement and destruction of the ballast and the subgrade lead to deterioration of the track; irregular wear of the wheels causes an increase in overall load and deterioration in passenger comfort; and damage of the running surfaces of the rail and the wheel is becoming more frequent. These problems have been investigated in the Priority Programme SPP 1015 supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), with the goal of better understanding of the dynamic interaction of vehicle and track, and the long-term behavior of the components of the system. The book contains the scientific results of the programme as presented at the concluding colloquium held at University of Stuttgart, Germany, 2002.
Mit der Renaissance des Schienenverkehrs hat das Spezialgebiet "Schienenfahrzeugdynamik" an Bedeutung gewonnen. Auf entsprechendes Interesse wird das erste Buch im deutschsprachigen Raum stoßen, das hier seinen Schwerpunkt hat. Obwohl es auf der Vorlesung "Schienenfahrzeugdynamik" an der TU Berlin basiert und Vorkenntnisse bezüglich Mechanik, Schwingungslehre und angewandter Mathematik voraussetzt, spricht es auch den Praktiker an. Das Buch behandelt die Vertikaldynamik bis hin zu Komfortbetrachtungen und die Lateraldynamik so weit, daß dem Leser ein Verständnis der Stabilität von Schienenfahrzeugen möglich ist. Den Vorgängen im Kontakt Rad/Schiene wird besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Es enthält die jüngsten Erkenntnisse aus Forschung und Bahnpraxis. Die Autoren gehen detailliert auf die spezielle Terminologie der Schienenfahrzeugdynamik und benachbarter Fachgebiete ein.
Das Buch gibt in einem ersten Teil einen Überblick ueber die Probleme, die sich aufgrund der dynamischen Wechselwirkung zwischen Fahrzeug und Gleis ergeben. Anschließend werden die Möglichkeiten zur Modellierung aller Gleiskomponenten sowie derjenigen Fahrzeugkomponenten dargestellt, die bei Erfassung von Wechselwirkungen zu beruecksichtigen sind. Lösungsalgorithmen und Lösungsbeispiele schließen den ersten Teil ab. - Als zweiter Teil ist eine deutsche Übersetzung der ersten Arbeit, in der Fragen der Gleisdynamik behandelt werden, aufgenommen (Timoshenko, 1915). Timoshenko verwendet eine außerordentlich einfache aber auch heute noch in vielen Fällen sehr erfolgreiche dynamische Erweiterung des Modells der Winklerschen Bettung für Rechnungen im Zeitbereich.- Im dritten Teil schließlich wird zunächst das statische Modell von Winkler so für dynamische Rechnungen im Frequenzbereich erweitert, daß sich eine breite Palette von Gleismodellen damit behandeln lassen. Der Übergang zu Zeitbereichsmodellen, bei denen es sich dann um Erweiterungen des Timoshenko-Modells handelt, wird vollzogen. Im Anhang findet der Leser Erläuterungen zu den heute existierenden Programmen, mit denen sich Probleme der Gleisdynamik lösen lassen. Das Buch richtet sich an Studenten des Verkehrswesens und des Bauingenieurwesens, die sich mit Schienenfahrwegen beschäftigen müssen.Da Gleisdynamik und Gleisschädigungen heute ein relevantes Forschungsgebiet sind, werden die Ausführungen auch für theoretisch orientierte ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen von Interesse sein. Es richtet sich aber auch an Ingenieure in der Praxis, insbesondere beim Betreiber DB AG sowie bei Nahverkehrsbetrieben.
Many of the engineering problems of particular importance to railways arise at interfaces and the safety-critical role of the wheel/rail interface is widely acknowledged. Better understanding of wheel/rail interfaces is therefore critical to improving the capacity, reliability and safety of the railway system. Wheel-rail interface handbook is a one-stop reference for railway engineering practitioners and academic researchers. Part one provides the fundamentals of contact mechanics, wear, fatigue and lubrication as well as state-of-the-art research and emerging technologies related to the wheel/rail interface and its management. Part two offers an overview of industrial practice from several different regions of the world, thereby providing an invaluable international perspective with practitioners’ experience of managing the wheel/rail interface in a variety of environments and circumstances. This comprehensive volume will enable practising railway engineers, in whatever discipline of railway engineering – infrastructure, vehicle design and safety, and so on – to enhance their understanding of wheel/rail issues, which have a major influence on the running of a reliable, efficient and safe railway. One-stop reference on the important topic of wheel rail-interfaces Presents the fundamentals of contact mechanics, wear, fatigue and lubrication Examines state-of-the-art research and emerging technologies related to wheel-rail interface and its management
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