一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法技术

发明专利技术公开了一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法，包括以下操作：S1，建立车辆‑轨道三维耦合振动计算模型，通过数值计算得到轮轨耦合振动条件下车辆车体、构架、轮对间的相对位移；S2，构建橡胶元件悬挂力计算模块，该模块用于计算橡胶元件提供的弹性力、摩擦力和粘滞力；S3，将S2中的计算所得的弹性力、摩擦力和粘滞力进行叠加，输出橡胶元件提供的总力，并将其反馈至车辆的车体、构架、轮对；S4，重复步骤S1‑S3的操作；S5，实时输出橡胶元件的位移与其提供的悬挂力，得到力‑位移变化曲线；该模型仿真程度高，求解速度快，可实时输出复杂轮轨相互作用条件下橡胶元件的位移与其提供的悬挂力，从而得到该元件的迟滞特性曲线。

【技术实现步骤摘要】
一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法
专利技术属于轨道交通
，具体涉及一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法。
技术介绍
随着铁道车辆运营里程的增加，新车及新修线路的运营维护问题愈发显著。作为一种常见的外部激励，轮轨表面磨耗造成的短波不平顺将极大地加剧轮轨间的相互作用与振动。在这种恶劣的运行环境下，若铁道车辆转向架的悬挂系统不能很好地将轮轨间的高频振动与构架和车体隔离，则将导致整个车辆发生高频颤振，从而加剧车辆各结构部件的疲劳破坏并严重威胁其使用寿命。因此，为确保复杂环境状态下铁道车辆的长期服役性能，亟需建立更符合实际运营工况的悬挂元件模型，并系统研究复杂服役环境下悬挂元件动态非线性性能对铁道车辆系统动力学性能及振动传递特性的影响规律，从而为我国铁道车辆转向架系统的优化设计提供理论与技术支撑。在不同外力作用下，橡胶元件表现出的力学特性是不同的，具体可分为静力学模型与动力学模型。关于橡胶元件静态力学特性的研究主要集中在橡胶材料的本构模型及参数的实验获取方法、静态力分析方法等方面，且其研究工作已相对成熟。对于橡胶元件的动态特性的特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法，其特征在于，包括以下操作：/nS1，基于多体动力学理论，建立车辆-轨道三维耦合振动计算模型，通过数值计算得到轮轨耦合振动条件下车辆车体、构架、轮对间的相对位移；/nS2，基于弹塑性理论构建橡胶元件悬挂力计算模块，该模块用于计算橡胶元件提供的弹性力、摩擦力和粘滞力；/nS3，将S2中的计算所得的弹性力、摩擦力和粘滞力进行叠加，输出橡胶元件提供的总力，并将其反馈至车辆的车体、构架、轮对；/nS4，重复步骤S1-S3的操作，实现对橡胶元件进行动态仿真计算；/nS5，实时输出橡胶元件的位移与其提供的悬挂力，得到力-位移变化曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法，其特征在于，包括以下操作：
S1，基于多体动力学理论，建立车辆-轨道三维耦合振动计算模型，通过数值计算得到轮轨耦合振动条件下车辆车体、构架、轮对间的相对位移；
S2，基于弹塑性理论构建橡胶元件悬挂力计算模块，该模块用于计算橡胶元件提供的弹性力、摩擦力和粘滞力；
S3，将S2中的计算所得的弹性力、摩擦力和粘滞力进行叠加，输出橡胶元件提供的总力，并将其反馈至车辆的车体、构架、轮对；
S4，重复步骤S1-S3的操作，实现对橡胶元件进行动态仿真计算；
S5，实时输出橡胶元件的位移与其提供的悬挂力，得到力-位移变化曲线。


2.根据权利要求1所述的一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法，其特征在于，车辆-轨道三维耦合振动计算模型包括三个子模块：
车辆系统子模块，基于多体动力学理论建立；
轨道系统子模块，根据实际线路条件建立；
轮轨相互作用子模块，依据轮轨几何型面建立。


3.根据权利要求2所述的一种铁道车辆橡胶元件的动态仿真建模方法，其特征在于，车辆系统子模块和轨道系统子模块之间通过轮轨相互作用子模块连接，使车辆系统子模块、轨道系统子模块、轮轨相互作用子模块形成车辆-轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，凌亮，金泰木，王开云，翟婉明，杨逸凡，
申请(专利权)人：国家高速列车青岛技术创新中心，
类型：发明
国别省市：山东;37