基于SIMPACK的轨道车辆动态性能仿真分析

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;使轨道车辆通过不同的曲线线路而获得其曲线通过能力;分析了轨道车辆在不同速度下的平稳性指标;采用有限元分析软件ANSYS获得车体的有限元模态文件,输入SIMPACK中获得刚柔耦合的多体动力学模型,并获得车体刚柔耦合的动态性能.     

转K7柔性副构架多体系统动力学建模研究

高速和重载是中国铁路发展的两个重要方向,铁道车辆的轻量化设计理念也被普遍采用。但轻量化设计却导致许多部件弹性变形比较明显,影响车辆动力学性能。以往将车辆各部件全部考虑成刚体的刚体动力学得出的结论与实际差距较大。因此,将弹性变形比较明显的部件考虑成柔性体,建立刚柔耦合的多体动力学模型来仿真是目前铁道车辆动力学的发展方向之一。以转K7转向架为例,详细分析介绍利用ANSYS和SIMPACK软件建立柔性副构架刚柔耦合动力学模型的建模思路和方法。     

基于ADAMS与ABAQUS的刚柔耦合动力学分析方法

针对ADAMS软件自身生成柔性体功能较差的情况,利用有限元分析软件ABAQUS生成柔性体进行刚柔耦合多体系统动力学分析.介绍了柔性体动力学方程,重点阐述了ABAQUS定义ADAMS用柔性体模态中性文件的步骤以及基于ADAMS与ABAQUS的刚柔耦合动力学分析流程.最后通过某轻型牵引火炮全炮刚柔耦合动力学分析验证了这种方法的有效性.     

铁路凹底平车凹底架动态响应及其疲劳强度

将有限元分析方法与多体系统动力学理论有机地结合在一起,应用于凹底平车多体系统的动态响应分析、凹底架的弹性振动分析和疲劳强度研究中.在进行轮轨接触、轨道谱以及车辆系统非线性因素等的计算、模拟基础上,基于有限元分析软件ANSYS,采用超单元法建立凹底架弹性体动力学方程.把有限元分析结果引入到SIMPACK动力学软件中,进而建立凹底平车的多刚体系统和刚柔耦合系统动力学模型,进行仿真计算并与试验结果对比分析,研究运行速度和悬挂参数对车辆系统动态响应的影响规律,分析凹底架的动态限界和凹底架的疲劳强度问题.分析得出,刚柔耦合多体系统动力学模型更合理.计算结果表明,重车运行过程中速度不宜过高,并要合理匹配悬挂参数,避免凹底架下平面超限界和过早疲劳破坏.     

柔性构架的动应力仿真研究

在 ANSYS 有限元分析软件中建立了转向架构架的柔性体模型,在 SIMPACK 多体动力学软件中建立了完整的车辆系统动力学模型,把 SIMPACK 中计算得到的构架载荷-时间历程引入 ANSYS 中得到构架各部位的应力分布以及关键部位的应力-时间历程,从而为构架的疲劳强度评估和疲劳寿命预测奠定了基础.这一方法不仅实现了有限元计算与多体动力学分析之间的有效结合,而且完成了多体系统动力学研究中刚体与柔性体之间的耦合,是构架设计新方法的尝试.     

基于多体系统动力学的重载凹底平车动态响应仿真分析

为研究重载凹底平车的动态响应特性,基于多体系统动力学软件SIMPACK,建立320 t凹底平车系统刚体与刚柔耦合体动力学模型,进行动态响应仿真分析,仿真计算空、重车在不同速度下的运行,获得中底架试验点处的加速度动态响应结果。与线路试验值比较发现,在空、重车试验点位置加速度值的变化中,刚柔耦合模型的峰值要比刚体模型值要大,但两种模型下的总体趋势相似,加速度最大值都是随着速度的提高而逐渐增大,并且在每一种速度下刚柔耦合模型的值均比刚体模型的要大。另外,在运行速度不断提高时,仿真得到的两种模型的加速度平均值在空、重车试验点位置也是随着速度增加而增大,与试验结果吻合很好。其中,刚柔耦合模型的加速度平均值比刚性模型的更接近试验值,说明刚柔耦合模型比较合理。同一级速度下,重车的动态响应比空车大。     

刚柔耦合车辆动力学动态响应分析

为了分析弹性车体结构振动特性及对曲线通过能力的影响,用运多体动力学建模仿真软件SIMPACK分别建立某型动车组刚性动力学仿真模型和柔性车体与刚性走行部耦合动力学仿真模型,通过对两种模型的垂向和横向动力学动态响应进行比较和分析。结果表明,刚柔耦合模型车体振动加速度均方值(RMS)和Sperling指标均较多刚体模型大,曲线通过能力减小。     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究.首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角.结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据.     

基于刚柔耦合模型的工程车辆转向机构设计研究

应用多体系统动力学方法对SGA3550矿用汽车转向机构进行设计研究。首先,应用有限元软件建立转向横拉杆的柔性体模型,并得到其固有模态和振型;其次,结合ADAMS软件建立车辆的刚柔耦合模型;最后,对比分析多刚体模型和刚柔耦合模型的动力学特征,包括转向过程中的车轮转角、直线行驶时的轮距和车轮反向跳动过程中的车轮摆角。结果表明,刚柔耦合模型更为准确地反映了车辆的动力学特征,为转向机构设计提供了更为准确的依据。     

基于ADAMS的大型模锻液压机系统动力学仿真研究

基于协同的思想,利用多种软件建立某大型模锻液压机的动力学模型。首先在Solid Works软件中建立三维模型,通过软件接口导入到ADAMS软件中,建立刚体动力学模型;然后利用Patran/Nastran软件生成柔性体模态中性文件,导入到ADAMS软件中,生成刚柔耦合动力学模型,以研究刚柔耦合对系统动态特性的影响。理论仿真与实验分析结果表明,建立刚柔耦合模型可以更加准确地分析模锻液压机的动力学特性。     

基于刚-柔耦合模型的C80B型敞车动力学性能研究

以SIMPACK软件为多刚体动力学仿真平台、Ansys软件为柔性体仿真平台,采用在系统外将车体柔性化的建模方法建立C80B型敞车刚-柔耦合动力学模型,进行动力学性能仿真计算.在此基础上与刚体动力学模型仿真计算的动力学性能指标进行对比,分析车辆仿真模型中车体柔性化处理对动力学性能的影响.计算分析结果表明:车辆仿真模型中车体柔性化处理对车辆动力学性能的影响大于刚性车体对动力学性能的影响.     

计及环境特征的柔性多体系统动力学理论

对柔性体非线性变形场进行了描述,将柔性体变形场表达为直至变形广义坐标的二阶小量的形式,基于Kane方程建立了任意形状柔性体动力学方程。采用Huston的低序体阵列描述多体系统的拓扑结构,以此为基础进行系统的动力学分析,同时依据Kane方程建立了一般柔性多体系统的动力学方程。在建立一般柔性多体系统动力学方程的基础上,研究了计及环境特征的柔性多体系统,将环境特征作为外部约束引入柔性多体系统,建立了带有约束的一般柔性多体系统动力学方程。     

空气悬架SIMPACK与MATLAB联合仿真研究

利用虚拟样机技术建立了基于多体动力学软件SIMPACK的空气悬架客车模型,并基于神经元自适应控制理论在MATLAB中设计了神经元自适应控制器。通过SIMPACK中的路面编辑器建立了脉冲输入以及随机输入两种路面模型,进行了SIMPACK动力学模型与MATLAB控制策略的联合仿真研究。仿真结果表明,由车辆虚拟样机模型和神经元自适应控制策略组成的空气悬架系统,相比于被动悬架系统,有效降低了车身垂直振动加速度响应,抑制了车身姿态变化,改善了客车的行驶平顺性和乘坐舒适性。     

风电机组传动链的动力学仿真研究

针对风电机组传动链在工作转速范围内的扭转共振问题,基于GL2010标准,结合动力学仿真软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS,建立了某兆瓦级风电机组传动链的多柔体动力学仿真模型,并使用模态分析方法对传动链动力学仿真模型进行了频域响应分析,基于2D坎贝尔图和模态能量分布图,筛选出了传动链的潜在共振点,最终通过时域仿真分析,对相关部件的加速度进行了傅里叶变换,进一步验证了该潜在共振点是否是实际的危险共振点。研究结果表明,该机型风电机组传动链不存在危险的共振频率,在工作转速范围内能够安全稳定地运行;该方法可为风电机组的稳定性和可靠性设计提供依据。     

基于虚拟样机的发动机曲轴系动力学仿真分析

基于多刚体和柔性多体系统动力学理论,在虚拟样机软件平台下,针对分析问题不同的侧重点,建立了某型号发动机曲轴系多刚体和柔性多体动力学模型.仿真计算得到曲柄销载荷、活塞缸侧推力以及曲轴的扭转振动谱线等动力学参数.从一个角度证实了基于虚拟样机技术的发动机曲轴系动力学仿真分析的方便性与可靠性,并为发动机曲轴系的设计提供了依据.     

车厢可卸式垃圾车拉臂系统的刚柔耦合仿真分析

针对车厢可卸式垃圾车拉臂系统存在的所受负载不断变化、工况较多的问题,对拉臂系统在满载装卸过程中油缸力、拉臂作用力以及拉臂应力、应变的动态变化规律进行了研究,采用刚柔耦合的分析方法,通过机械系统动力学软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS,建立了以拉臂为柔性体的刚柔耦合仿真系统,并进行了联合仿真分析,得到了拉臂系统所受作用力在不同拉臂转角、举升角时的变化值以及拉臂最大应力、应变发生的位置,验证了拉臂装配体强度及刚度要求符合设计要求.研究结果表明,刚柔耦合仿真能有效地模拟拉臂系统受力情况,与典型的工况方法相比,考虑动载对强度分析的影响,能更准确确定拉臂系统的危险工况,从而为拉臂系统的结构优化提供较为可靠的依据.     

薄煤层采煤机摇臂壳体的瞬态动力学分析

以某煤机公司设计的含硫化铁矿结核体的薄煤层采煤机摇臂壳体为研究对象,基于Pro／ENGINEER建立了采煤机截割部的三维实体模型,并应用有限元分析软件ANSYS与多体动力学仿真软件ADAMS之间的双向接口,实现了考虑柔性体对机械系统动力学行为的影响;基于MATLAB软件生成了螺旋滚筒的瞬时负载文件,并将其导入ADAMS环境下的采煤机截割部刚柔耦合虚拟样机系统中,解决了含硫化铁矿结核体薄煤层采煤机截割部的输入实现问题;利用ADAMS的载荷文件对摇臂壳体进行了瞬态动力学分析并得到了基于精确动力学仿真结果的应力应变结果,发现了采煤机摇壳体设计上存在的问题,并对薄弱环节进行了优化,提高了产品质量,研究成果具有重要的理论意义和实用价值。     

基于ADAMS的乘用车发动机曲柄连杆机构动力学仿真研究

利用多种大型工程软件,对某乘用车发动机的曲柄连杆机构进行了动力学分析.首先,基于ADAMS/Engine模块创建TU5JP4发动机的曲柄连杆机构的刚体动力学模型;之后,将曲轴、连杆视为柔性体,利用Pro/E软件创建其实体模型,并导入ANSYS/Flex模块生成模态中性文件;最后,将上述模态中性文件导入ADAMS,构造系...