根据针尖的形状和各项参数进行了TMX2000型原子力显微镜载荷、粘附力、法向力、横向力及其摩擦力的标定.其标定结果为:载荷Fl=0.073×(Ilm-Il0)/Sn×N·m-1 ,横向力Ft=0.156×It/Sn×N·m-1,摩擦力Ff=0.078×(It+-It-)/Sn×N·m-1

推导出根据原子力显微镜测量得到的电压信号计算法向力和横向力的公式，然后研究用力-距离曲线标定公式中测量系数的方法，并用几种不同的探针和试样测试和确定所用原子力显微镜的测量系数。从测量的结果可以看到，不同探针和试样的测量值较为接近，表明该方法可行。当原子力显微镜测量系统的光路对称时，用本方法标定测量系数较为简单和准确。

高速列车的发展离不开列车空气动力学的研究,列车经过风屏障时,列车的气动力会发生变化,而风屏障的开孔率影响列车运行的安全性.本文研究结果表明风屏障可以有限减少列车所受的气动力,随着风屏障开孔率的增加,升力线性变大.风屏障没有开孔时升力最小为60kN,开孔率30%,升力为180kN,横向力明显变大,开孔率60%时,升力最大为330kN,开孔率增大一倍,升力却增加83%.风屏障没有开孔时横向力最小为70kN,开孔率30%,横向力为600kN,横向力明显变大,开孔率60%时,横向力最大为1000kN,开孔率增大一倍,升力却增加67%.

侧风及弯道情况下的横向力对轮轨接触特性产生重要影响,从而影响轮轨的使用寿命。同时考虑轮轨所受的垂向力和横向力,建立轮轨接触有限元模型。轮轨的材料本构模型选择弹塑性,采用罚函数法模拟车轮和轨道之间的接触关系。对不同垂向力及横向力作用的轮轨接触进行有限元仿真,分析轮轨接触部位的接触变形、等效应力以及塑性应变等随垂向力和横向力的变化规律。结果表明:轮轨最大接触压力、接触斑面积、最大Mises等效应力和最大Mises等效塑性应变都随垂向力近似呈线性增加,但垂向力主要影响接触斑面积和最大Mises等效塑性应变;轮轨Mises等效塑性应变最大值随横向力的增加近似呈线性增长,且塑性变形主要集中在钢轨的接触部位。