車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真方法及仿真平臺研究.pdf

1、高速列車的高速化運(yùn)營和輕量化設(shè)計導(dǎo)致車輛系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件彈性振動加劇，而高頻的彈性振動會引起諸多問題，如車體地板抖動導(dǎo)致車輛平穩(wěn)性和乘坐舒適度惡化，構(gòu)架高頻振動引起結(jié)構(gòu)疲勞破壞，輪對高頻振動產(chǎn)生噪聲污染和不均勻磨耗等。在研究車輛動力學(xué)行為對結(jié)構(gòu)彈性振動特性的相互影響時，需要采用多體系統(tǒng)動力學(xué)理論，建立車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ?。目前進(jìn)行剛?cè)狁詈戏抡嬷饕蕾囃ㄓ枚囿w動力學(xué)軟件完成，但對于特殊的仿真需求，如計算結(jié)構(gòu)動態(tài)應(yīng)力、考慮輪對彈性的剛?cè)狁?/p>

2、合仿真等，商業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜，甚至無法實(shí)現(xiàn)。為此本文對車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)理論和車輛動力學(xué)平臺的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，建立車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈戏抡嫫脚_。具體的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　(1)詳細(xì)研究了一般多體系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)理論，并在此基礎(chǔ)上引入軌道坐標(biāo)系，推導(dǎo)了基于軌道坐標(biāo)系的車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)方程。研究了基于車輛子結(jié)構(gòu)的列車建模方法。
　　(2)在傳統(tǒng)跡線法的基礎(chǔ)上，提出了分區(qū)段接觸點(diǎn)搜索算法用于處理輪軌

3、多點(diǎn)接觸問題。采用輪軌接觸幾何修正和多層平滑的方法對輪軌接觸參數(shù)進(jìn)行平滑處理，確保仿真計算的穩(wěn)定性。
　　(3)開發(fā)了多剛體動力學(xué)仿真平臺，在此基礎(chǔ)上增加了柔性體前處理模塊、剛?cè)狁詈夏K、輪軌接觸模塊等，形成了車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真平臺。建立了多剛體車輛動力學(xué)模型，一般多體剛?cè)崤汉夏Ｐ秃蛙囕v系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型等多種模型，并設(shè)計多種工況對仿真平臺進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果證明了該仿真平臺的正確性和可靠性。
　　(4)研究了拉格朗日