运用SIMPACK软件仿真的动力学分析

SIMPACK软件在铁路行业,国内外应用非常广泛,不仅可以对客车(包含动车组)、货车、机车等车辆进行仿真模拟,而且可对受电弓、线路、轮轨磨耗、车轮扁疤、弹性扣件等进行模拟。本文先建立Rail PAir和TrackPair建立轮对模型,并对铁路铰接、轮轨关系、线路、轨道不平顺等进行介绍;然后建立客车模型,分析车辆的振动特性,得到具有良好动态特性的车辆。

SIMPACK某型轨道车辆动态性能仿真研究

利用多体动力学软件SIMPACK对某型轨道车辆进行整体建模,采用不同速度通过直线轨道线路而获得车辆的线性和非线性临界速度,通过对其速度的分析,得到车辆平稳性与安全性的指标。

基于SIMPACK的轨道车辆平稳性研究

应用多体动力学软件SIMPACK建立某时速160km/h的动车组拖车仿真模型,并施加德国"高干扰"作为轨道激扰,研究了两系悬挂参数对车辆运行平稳性的影响。研究表明:随着一系垂向阻尼值的增加,车辆垂向平稳性指标呈现出先减小后增大的趋势;随着二系横向阻尼值的增加,车辆横向平稳性指标呈现出先减小后增大的趋势;增大二系弹簧的水平刚度会使车辆的横向运行平稳性变差;增大二系弹簧垂向刚度会使车辆的垂向平稳性变差。

新型磁浮车动力学仿真分析

为探究新型磁浮列车的动力学特性,利用SIMPACK软件建立了其56自由度的中低速磁浮车辆模型并进行相关仿真分析,并采用单悬浮架模型进行了乘坐舒适性试验验证。仿真结果表明:新型磁浮列车能够实现140 km/h在直线段稳定运行,车体横向加速度小于0.2 m/s^2,车体垂向加速度小于0.5 m/s^2,空载情况下能够实现30 km/h通过半径为50 m的弯道,车辆最大侧滚角不足0.04 rad,车体最大横向加速度小于1 m/s^2,车体垂向加速度小于0.1 m/s^2,悬浮间隙动态变化量最大仅为0.5 mm。试验结果表明:以140 km/h的速度运行,与乘坐舒适性密切相关的车体垂向加速度约为0.5 m/s^2。

地铁运营条件与线路参数对曲线钢轨磨耗的影响

运用Simpack数值模拟虚拟样机技术软件,建立地铁车辆轨道耦合动力学模型;针对车辆行驶于不同运营条件下和不同曲线参数线路时对钢轨磨耗的影响,进行仿真模拟计算分析。基于模型和计算工况,在抑制和减缓钢轨磨耗方面,采取比最高运营速度略低的行车速度为宜,一定量的踏面涂油措施有助于减缓钢轨波磨的程度,曲线半径越大越好,超高比平衡超高略低为宜,轨底坡在小半径曲线地段应适当增加。

轨道不平顺对高速列车小幅蛇行运动的影响

高速列车小幅蛇行运动存在2种演变形式,即小幅收敛或小幅发散,为分析小幅蛇行运动的演变趋势,从轨道不平顺角度出发探究其对小幅蛇行运动的影响。首先选取了德国轨道低干扰谱,分析了德国轨道低干扰谱中的4种轨道不平顺类型的功率谱密度,模拟得到了4种时域谱,借助于SIMPACK软件建立了国内某高速列车动力学计算模型,对不同轨道不平顺类型进行了仿真分析。研究结果表明:在小幅蛇行发散临界速度之前,系统所出现的小幅蛇行运动都会收敛,超过临界速度,小幅蛇行发散至形成不同振幅的稳定极限环。不同轨道不平顺激扰类型,小幅蛇行发散的临界速度不同,但均低于车辆系统的蛇行失稳临界速度。

轨道高低不平顺对磁浮车辆动力学性能的影响

根据悬浮电磁铁产生的悬浮力为分布力这一特性,建立了多力元模拟单悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆垂向动力学模型,利用SIMPACK多体动力学软件建立了单力元、三力元、五力元模拟单悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆动力学模型,分析比较了多力元模拟悬浮电磁铁线圈悬浮力和实际悬浮力之间的差异,并且在不同波长轨道高低不平顺激励下进行了仿真计算,利用计算结果分析了不同波长的轨道垂向激励对磁浮车辆系统动力学指标的影响规律,得到了磁浮车辆对不同波长的轨道垂向激励动力响应的基本规律,证明了单力元模拟悬浮电磁铁线圈悬浮力的磁浮车辆动力学模型在轨道短波激励仿真计算中的局限性。

地铁拖车动力学性能分析

运用SIMPACK多体动力学分析软件对某型地铁拖车进行了动力学建模和分析,显示该车具有良好的动力学性能,能够满足运行的要求。

运行速度对驮背运输安全性影响的仿真分析

运行速度是影响驮背运输安全性的重要因素,通过动力学仿真对驮背运输安全速度进行分析,为驮背运输安全运行速度的确定提供依据。通过Simpack软件对驮背运输车辆系统进行建模和仿真,从而得到驮背运输车辆安全运行速度,为同类车型的设计提供参考。

交叉支撑装置对转向架动力学性能影响的探讨

运用SIMPACK动力学软件 ,通过模拟计算 ,仅就交叉支撑装置对转向架动力学性能的影响进行了初步探讨。

四轴钢轨打磨小车曲线通过性能研究

钢轨打磨车在曲线上作业时,一般是以过超高的状态通过曲线。利用SIMPACK动力学软件建立钢轨打磨车的非线性动力学模型,分析研究曲线通过速度、外轨超高及曲线半径对打磨小车曲线通过性能的影响。

PGM-48钢轨打磨小车曲线通过性能分析及改进

利用SIMPACK动力学软件建立钢轨打磨车的仿真模型,对打磨小车在作业工况下小半径曲线通过时的轮轴横向力、轮重减载率、脱轨系数进行动力学计算,分析其易发生脱轨的原因,并从结构和悬挂参数方面给出改进意见。

高速列车弹性车体与转向架耦合振动分析

建立了某高速列车车体有限元模型,采用Guyan缩减进行模态求解,结合SIMPACK多体动力学软件建立包含弹性车体的系统动力学模型。运用模型分析了车体弹性模态对运行平稳性的影响,研究了弹性车体与转向架构架垂向耦合振动。分析结果表明:当车体垂向一阶弯曲频率与车体点头振动空响应点频率接近时,会发生车体的垂向弹性共振;当车体菱形变形弯曲频率高于9 Hz,垂向一阶弯曲频率高于10 Hz时,车体弹性对运行平稳性影响不大;该高速列车转向架一系悬挂垂向刚度与车体垂向一阶弯曲频率匹配合适,即使构架浮沉及点头频率与车体垂向一阶弯曲频率接近,也不会发生弹性车体与构架的共振现象。