铁路车辆动力学计算 SIMPACK 建模过程
1 创建文件
主窗口>>File>>Open File,弹出文件选择窗口。
选择合适的文件目录,点击 New,输入文件名,OK。
主菜单>>Model Setup,弹出建模窗口,同时创建了基本模型,该基本模型包括一个坐
标参考系(Isys),一个刚体(Body)和一个运动副(joint)。
2 设置环境
2.1 设置重力
建模窗口>>Globals>>Gravity,弹出重力设置窗口。
将重力设置为 Z 方向+9.81,OK。
2.2 设置视图
建模窗口>>View>>View Setup,弹出视图设置窗口。
选择【Standard Views】中的【wheel/Rail: Perspective view】,OK。
3 创建第 1 个轮对
3.1 创建轮对刚体
建模窗口>>Element>>Bodies,弹出刚体元件窗口。
将 Body1 重命名为 Wheelset1。
双击 Wheelset1,弹出刚体参数设置窗口。
设置轮对的参数:轮对的质量为 1654kg,轮对的摇头转动惯量为 726 kg.m.m。
3.2 创建轮对的外形
选择【3D Geometry】,弹出刚体外形设置窗口。
双击$P_Wheelset1_Cuboid,出现设置外形参数窗口。
设置车轴外形参数,见上图,OK。
回到刚体外形设置窗口,OK。
回到刚体设置窗口,OK。
4 创建轮对的运动副和轮轨接触
4.1 创建轮对的运动副
>>Elements>>Joints,出现运动副窗口,双击$J_Wheelset1,出现运动副设置窗口。
选择 07 号运动副,设置初始状态。
4.2 创建轮轨接触
选择【Generate/Update Wheel-Rail Elements of Joint】,出现轮轨接触窗口。
选择 OK,回到运动副设置窗口。
点击【Assemble System】,OK,完成车轮及轮轨接触运动副设置。
模型文件名:Ametro_01。
5 设置初始轨道
>>Globals>>Track,出现轨道设置窗口。
SIMPACK 中,可以设置六种轨道形式:
(1) 直线;
(2) 圆曲线;
(3) 直线+缓和曲线+圆曲线;
(4) 直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线;
(5) 两段方向曲线+直线;
(6) 道岔;
5.1 直线
【Toplogy】选择 Straight Track,输入线路总长度,OK。
程序调试时,通常采用直线形式。
模型文件名:Ametro_02。
5.2 曲线
曲线需要选择以下参数:
(1) 缓和曲线超高类型(S 形、直线形);
(2) 超高形式(中心线、内轨式)
曲线的设置包括以下参数:
(1) 直线长度:
(2) 缓和曲线长度;
(3) 圆曲线半径;
(4) 曲线超高;
(5) 超高测量值(默认 1.506m);
(6) 圆曲线长度;
(7) 线路总长度;
>>Globals>>Vehicle Globals,出现车辆总体参数设置窗口。
6 设置车辆总体参数
6.1 车辆总体参数初步设置
设置轮对类型【Wheelsets of Type】:Wheelset1
设置车辆速度【v_vehicle】:10m/s;
设置轨道参数模式【Rail gauge given by】:Track Gauge
设置左轮滚动圆半径:0.42m;
设置右轮滚动圆半径:0.42m;
设置车轮滚动圆横向间距之半:(1.353+2*0.07)/2=0.7465m;
设置轨距:1.435m;
设置轨距测量高度:0.014;
设置轨底坡:1/40;(如果没有轨底坡,则设为“0”)
设置左轮踏面外形:S1002;
设置左轨外形:UIC60;
设置右轮踏面外形:S1002;
设置右轨外形:UIC60;
设置轮轨接触模式:【single contact】,【constraint contact】,【Table eveluation】。
选择【Apply as Defaults】,Close,完成设置。