鐵道車輛舒適性虛擬試驗技術(shù)的研究.pdf

1、舒適性是現(xiàn)代鐵道客車車輛的一個主要性能指標(biāo)，所有新開發(fā)的鐵道客車車輛都應(yīng)進(jìn)行舒適性分析和試驗。傳統(tǒng)的舒適性分析方法是進(jìn)行實車試驗，測量相應(yīng)的數(shù)據(jù)，再根據(jù)舒適性評定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算評定。這種方法不僅成本高、耗時費力，而且在車輛設(shè)計階段不能對車輛舒適性進(jìn)行評估，難以確定合理的設(shè)計方案。虛擬樣機技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，為鐵道車輛舒適性的早期評估提供了新的途徑。通過研究鐵道車輛舒適性虛擬試驗技術(shù)，建立虛擬的試驗環(huán)境，可在產(chǎn)品的設(shè)計階段“呈現(xiàn)”和“

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

3、義了相應(yīng)的車輪模型和軌道不平順模型。在隨機輸入激勵下，實現(xiàn)了鐵道車輛振動模型的時域仿真求解。在此基礎(chǔ)上，對鐵道車輛多種工況下運行的舒適性進(jìn)行了分析計算，并且與相應(yīng)的舒適性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比，對鐵道車輛的舒適性作出了評估。 在構(gòu)建鐵道車輛舒適性試驗虛擬場景方面，利用Creator軟件建立了鐵路軌道虛擬試驗場景數(shù)據(jù)庫，包括軌道、橋梁、隧道、站臺、河流、草地、樹木、山脈等對象。利用Pro/Engineer和Creator軟件建立了包含紋理

4、和色彩的鐵道車輛虛擬現(xiàn)實模型數(shù)據(jù)庫。使用Vega編程工具，實現(xiàn)對虛擬試驗場景和鐵道車輛模型數(shù)據(jù)庫的調(diào)用。鐵道車輛模型在虛擬試驗場中行駛時，能夠模擬輪對的轉(zhuǎn)動、搖枕和軸箱彈簧的振動、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架及搖枕的振動。 在鐵道車輛舒適性試驗數(shù)據(jù)的可視化方面，利用Measurementstudio開發(fā)工具，建立了鐵道車輛舒適性虛擬試驗儀表。通過讀取離散后的加速度試驗數(shù)據(jù)，在虛擬儀表中實現(xiàn)了加速度曲線的動態(tài)顯示。 同時，通過虛擬儀表能精確