一种提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法技术

本发明专利技术提供了一种提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，构造独特的静态边界条件来模拟上边梁在菱形模态下的变形趋势与特征，将车体菱形模态频率优化转换为上边梁在静态边界条件下的刚度优化；利用有限元前处理软件定义分析计算单元类型，并对其进行材料属性的赋予，用质量点对车体模型进行配重，保证车体的质量分布与实际车体相同；在有限元软件后处理中提取菱形模态的振型，确定形变最严重的部位，将该部位独立成单独的模型并输出，所述单独的模型包含模型边界节点编号及位移信息；利用有限元软件检查上边梁缩减模型确保其静态边界和整车车体对应节点编号的位移一致，再对上边梁缩减模型设计域进行填充，进行刚度最大化的优化设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道车辆，具体为一种提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法。

技术介绍

1、随着铁路运营速度的不断提高，列车车体的轻量化关键技术也取得了长足的进步，但是轻量化会使得车体的固有频率降低，而线路激励频率范围会随速度提高而加宽，这也就可能导致车辆低阶固有频率处于线路激扰频率范围之内，使得车体抖动严重。除了国家相关标准中对车体一阶垂弯模态频率有要求之外，依照列车运行经验，车体钢结构菱形模态对于高速列车运行安全性和运行品质有重要影响。因此，如何提高列车的菱形模态，保护乘客的生命安全和运行品质是值得进行深入研究的。

2、提升菱形模态通常的手段是采取拓扑优化的方法，但是传统的优化方法通常采用整车为研究对象，以提升某阶次下的频率为目标，会出现待优化阶次下的模态振型发生转移，以及材料过于集中或中间密度单元过多等问题。此外，整车计算规模较大，由于计算机硬件条件的限制，采用完整的单车车辆有限元模型来分析，整个设计周期太长，设计成本太高。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种提升轨道车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，构造独特的静态边界条件来模拟上边梁在菱形模态下的变形趋势与特征，将车体菱形模态频率优化转换为上边梁在静态边界条件下的刚度优化；

2.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，去除圆角的半径在20mm以内。

3.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，有限元模型的单元网格尺寸控制在20mm~30mm之间。

4.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，利用有限元软件计算车体模型的菱形模态，求解时使得车体模型处于自由状态。...

【技术特征摘要】

1.一种提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，构造独特的静态边界条件来模拟上边梁在菱形模态下的变形趋势与特征，将车体菱形模态频率优化转换为上边梁在静态边界条件下的刚度优化；

2.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，去除圆角的半径在20mm以内。

3.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，有限元模型的单元网格尺寸控制在20mm~30mm之间。

4.根据权利要求1所述的提升轨道车辆车体菱形模态频率的方法，其特征在于，利用有限元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春艳，李凡松，刘乐天，邬平波，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：