鐵道車(chē)輛舒適性虛擬試驗(yàn)技術(shù)的研究.pdf

1、舒適性是現(xiàn)代鐵道客車(chē)車(chē)輛的一個(gè)主要性能指標(biāo)，所有新開(kāi)發(fā)的鐵道客車(chē)車(chē)輛都應(yīng)進(jìn)行舒適性分析和試驗(yàn)。傳統(tǒng)的舒適性分析方法是進(jìn)行實(shí)車(chē)試驗(yàn)，測(cè)量相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再根據(jù)舒適性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算評(píng)定。這種方法不僅成本高、耗時(shí)費(fèi)力，而且在車(chē)輛設(shè)計(jì)階段不能對(duì)車(chē)輛舒適性進(jìn)行評(píng)估，難以確定合理的設(shè)計(jì)方案。虛擬樣機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，為鐵道車(chē)輛舒適性的早期評(píng)估提供了新的途徑。通過(guò)研究鐵道車(chē)輛舒適性虛擬試驗(yàn)技術(shù)，建立虛擬的試驗(yàn)環(huán)境，可在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段“呈現(xiàn)”和“

2、體驗(yàn)”試驗(yàn)過(guò)程，具有理論的深刻性和工程應(yīng)用的雙重意義。 本文圍繞鐵道車(chē)輛舒適性的虛擬試驗(yàn)技術(shù)，在研究桌面式鐵道車(chē)輛舒適性虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)造的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究工作：分析研究了鐵道車(chē)輛舒適性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、建立舒適性動(dòng)力學(xué)分析模型、構(gòu)建鐵道車(chē)輛舒適性試驗(yàn)虛擬場(chǎng)景、鐵道車(chē)輛舒適性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可視化等。 在建立鐵道車(chē)輛舒適性動(dòng)力學(xué)模型方面，在ADAMS/Rail環(huán)境下建立了具體的虛擬樣機(jī)模型?？紤]多種舒適性影響因素，定

3、義了相應(yīng)的車(chē)輪模型和軌道不平順模型。在隨機(jī)輸入激勵(lì)下，實(shí)現(xiàn)了鐵道車(chē)輛振動(dòng)模型的時(shí)域仿真求解。在此基礎(chǔ)上，對(duì)鐵道車(chē)輛多種工況下運(yùn)行的舒適性進(jìn)行了分析計(jì)算，并且與相應(yīng)的舒適性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)鐵道車(chē)輛的舒適性作出了評(píng)估。 在構(gòu)建鐵道車(chē)輛舒適性試驗(yàn)虛擬場(chǎng)景方面，利用Creator軟件建立了鐵路軌道虛擬試驗(yàn)場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)，包括軌道、橋梁、隧道、站臺(tái)、河流、草地、樹(shù)木、山脈等對(duì)象。利用Pro/Engineer和Creator軟件建立了包含紋理

4、和色彩的鐵道車(chē)輛虛擬現(xiàn)實(shí)模型數(shù)據(jù)庫(kù)。使用Vega編程工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬試驗(yàn)場(chǎng)景和鐵道車(chē)輛模型數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用。鐵道車(chē)輛模型在虛擬試驗(yàn)場(chǎng)中行駛時(shí)，能夠模擬輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)、搖枕和軸箱彈簧的振動(dòng)、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架及搖枕的振動(dòng)。 在鐵道車(chē)輛舒適性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可視化方面，利用Measurementstudio開(kāi)發(fā)工具，建立了鐵道車(chē)輛舒適性虛擬試驗(yàn)儀表。通過(guò)讀取離散后的加速度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在虛擬儀表中實(shí)現(xiàn)了加速度曲線的動(dòng)態(tài)顯示。 同時(shí)，通過(guò)虛擬儀表能精確