車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真方法及仿真平臺(tái)研究.pdf

1、高速列車的高速化運(yùn)營和輕量化設(shè)計(jì)導(dǎo)致車輛系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件彈性振動(dòng)加劇，而高頻的彈性振動(dòng)會(huì)引起諸多問題，如車體地板抖動(dòng)導(dǎo)致車輛平穩(wěn)性和乘坐舒適度惡化，構(gòu)架高頻振動(dòng)引起結(jié)構(gòu)疲勞破壞，輪對(duì)高頻振動(dòng)產(chǎn)生噪聲污染和不均勻磨耗等。在研究車輛動(dòng)力學(xué)行為對(duì)結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng)特性的相互影響時(shí)，需要采用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ汀Ｄ壳斑M(jìn)行剛?cè)狁詈戏抡嬷饕蕾囃ㄓ枚囿w動(dòng)力學(xué)軟件完成，但對(duì)于特殊的仿真需求，如計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)應(yīng)力、考慮輪對(duì)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(duì)車輛系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)理論和車輛動(dòng)力學(xué)平臺(tái)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_(tái)。具體的研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)詳細(xì)研究了一般多體系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(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?dòng)力學(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(duì)輪軌接觸參數(shù)進(jìn)行平滑處理，確保仿真計(jì)算的穩(wěn)定性。
　　(3)開發(fā)了多剛體動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)，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?dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)。建立了多剛體車輛動(dòng)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?dòng)力學(xué)模型等多種模型，并設(shè)計(jì)多種工況對(duì)仿真平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果證明了該仿真平臺(tái)的正確性和可靠性。
　　(4)研究了拉格朗日