SIMPACK中的柔性体动力学仿真分析研究

介绍了通过结构有限元分析软件ANSYS和多体系统动力学分析软件SIMPACK的结合,在SIMPACK软件中进行刚柔耦合系统动力学分析的柔性体处理方法,并以铁道货车转K6型转向架为实例,研究了在SIMPACK软件中采用刚柔耦合方法进行铁道车辆系统动力学仿真分析的关键问题。     

应用多体有限元混合法对复杂结构疲劳寿命仿真

利用多体-有限元混合法对复杂结构进行有效的疲劳寿命预测.该法用于处理随机动载荷作用下转向架构架的疲劳设计.作用在大型结构上的时变边界条件和动载荷历程可以通过应用多体系统分析软件SIMPACK的多体仿真技术获得.在ANSYS中利用有限元准静态应力/应变分析技术产生结构应力发生的危险区域.模态分析技术用来获得结构固有频率和模态振型.基于危险应力分布、动载荷时间历程以及Palmigren-Miner损伤理论,最后利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法进行标准时域的结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤预测和最终寿命估计.     

发动机曲柄连杆机构多体动力学建模的若干问题

基于多体动力学理论,利用Por/E与ADAMS建立了某型车辆发动机曲柄连杆机构多体系统动力学模型,讨论了模型质量特性的要求,模型从Pro/E导入ADAMS建立多刚体系统,利用有限元软件ANSYS生成曲轴柔性体及柔性体引入,并最终建立多体动力学系统等相关问题,为类似问题的分析研究提供了参考.     

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.     

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.     

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.     

路面机械

GJ20116111ADAMS柔性体仿真在摊铺机振捣熨平装置中的运用[刊,中]/杨力超//建筑机械.-2010,(10).-69～74通过三维建模软件PRO/E建立摊铺机的熨平板和振捣机构模型,利用有限元分析软件ANSYS生成模态中性文件,进而在动力学分析软件ANSYS中建立熨平板柔性模型,分析振捣机构在不同频率和相位     

基于ADAMS和ANSYS的环卫垃圾桶动力学仿真分析

为了分析环卫垃圾桶在提升卸料过程中的运动学、动力学和强度问题,应用动力学仿真分析(ADAMS)软件和有限元分析(ANSYS)软件对其进行联合分析.在ANSYS软件中生成环卫垃圾桶的模态中性文件,在ADAMS软件中建立以环卫垃圾桶为柔性体的刚柔耦合模型,并进行运动学和动力学的仿真.利用ADAMS与ANSYS的接口把载荷谱导入ANSYS,在ANSYS软件中分析环卫垃圾桶的应力分布,得出了在环卫垃圾桶裙边结构上进行加厚或是设置网状加强筋的结论,为环卫垃圾桶的结构设计改进提供了参考.     

基于刚柔耦合的直线电机转向架动力学分析

为了探究电机连接杆件在被考虑为柔性体时对直线电机地铁车辆系统动力学的影响,通过ANSYS建立某地铁车辆直线电机连接杆件的有限元模型,并对其进行子结构分析、模态分析,再将分析结果导入SIMPACK中,对车辆刚柔耦合系统进行建模和动力学仿真,并将结果与多刚体车辆动力学系统进行比较。结果表明:连接杆件结构振动对电机的垂向振动加速度影响较大,对轮轨垂向力和转向架构架的垂向加速度均具有一定影响。该结果可对架悬直线电机地铁车辆电机定位刚度的选取提供一定参考。     

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柔性体的花岗石砂锯连杆动态分析

以花岗石砂锯主要部件连杆作为研究对象,对其四种调节方式进行了分析;基于虚拟样机技术、柔性体理论及模态分析技术,联合运用SolidWorks、有限元软件ANSYS与动力学仿真软件MSC.Adams,对花岗石砂锯连杆机构刚柔体模型进行动力学分析,得到连杆在工作循环中的动态应力,并对连杆受力最大区域进行疲劳分析,为复杂机械系...     

某型地铁车辆转向架构架强度及模态分析

通过CATIA软件建立某型地铁车辆转向架构架的三维实体模型,采用HyperWorks建立了该型地铁转向架构架结构强度分析的有限元模型,参照铁路相关标准,计算得到其强度分析应力结果,验证了该构架结构设计的合理性。通过模态分析,获得该构架的各阶模态频率及模态振型,为构架的动态特性设计提供参考。     

基于ANSYS的电气柜体强度与模态分析

采用大型通用有限元软件ANSYS建立了某机车电气柜体及其过渡梁的有限元模型,根据有限元法对其进行了静强度分析,得到了整体结构的变形及应力分布.然后采用Block Lanczos法对该电气柜体及其过渡梁进行了模态分析,得到了其低阶固有频率及其相应的振型和振型动画,找出了结构振动薄弱部位,并对其进行了优化.这为结构优化设计以及深入的动力学分析和疲劳分析提供了依据.     

基于有限元法的摇枕疲劳强度分析

以货车转K6型转向架摇枕为研究对象,建立了摇枕的三维几何模型,采用HyperMesh软件对摇枕进行了网格划分,利用ANSYS有限元分析软件,分别计算了典型载荷工况下的摇枕应力分布,从而确定了摇枕的疲劳薄弱部位并进行了局部优化,根据AAR标准,评价了摇枕的疲劳强度,对摇枕进行了寿命计算分析。     

动车转向架构架强度分析

以CRH3动车转向架为研究对象,针对动车转向架构架的结构特点和受力特性,建立CRH3动车转向架构架的实体模型,根据TB/T 2368-2005《动力转向架构架强度试验方法》规范确定了构架的载荷工况,并将实体模型导入有限元分析软件ANSYS中对构架进行强度分析。分析结果表明：构架各部位的最大应力值均小于材料的许用应力,构架满足静强度和疲劳强度设计要求。     

不同焊缝类型对宽轮距转向架构架疲劳分析的影响

转向架是单轨车辆核心的部件之一,承担着车辆的牵引、制动和承载作用,直接影响到车辆运行的安全性和可靠性。其中构架又是转向架的承载主体,传递并衰减轮轨与车体的振动。宽轮距转向架构架通过焊接和大量螺栓连接,事实上,在复杂的动载荷作用下,疲劳破坏主要从焊缝和螺栓连接处开始。对于焊接结构,由于焊接接头部位存在较大的应力集中,且常伴随有各种焊接缺陷,因而是最容易发生疲劳破坏的区域。所以焊缝结构疲劳分析及优化在设计阶段尤为重要。     

基于现代设计方法的结构分析

应用现代设计方法对汽车机械进行结构强度分析。用Pro／E软件建立参数化模型，导入有限元前后处理软件HYPERMESH中做前处理，在ANSYS中进行有限元求解、分析，得出该支架的强度；进一步用ANSYS生成柔性体，导入ADAMS中，进行振动模态分析，检查模型的模态、频率，验证支架发生共振的可能性；为现代机械设计提供一些可行的经验、方法。     

步兵战车车体结构有限元模型修正

针对某型步兵战车整车刚柔耦合发射动力学中柔性车体有限元模型精度低的问题,基于模态试验数据,应用支持向量机响应面模型修正理论对车体结构有限元模型进行了修正。应用ANSYS有限元分析软件对车体结构进行模态分析,提取前6阶模态的固有频率和振型。为验证模型,设计了模态试验方案,实测了车体结构的模态信息。基于有限元模型数据与实测数据的相对误差,采用支持向量机响应面模型修正方法对车体结构弹性模量和密度进行修正。模型确认结果和动力学模型应用结果表明,修正后的车体有限元模型精度有了大幅度提高,能更加真实地反映车体的结构特征,为射击精度分析提供了准确的模型基础。     

构架结构振动与动态应力仿真研究

首先利用有限单元法,建立了详细的构架有限元模型并求解其各阶振动模态,在此基础上建立了完整的刚—弹性体车辆系统动力学模型;通过动力学模拟计算得到了构架在车辆曲线通过和随机激扰下的结构振动响应;最后,将构架的动力学计算结果返回到有限元中,得到了构架的动态应力时间历程与分布特性。该种研究方式不仅完成了多体系统动力学研究中刚体与弹性体的有机结合,而且为转向架在结构设计阶段通过模拟计算就可获得车辆运行过程中构架的动态应力分布,为评估其疲劳寿命奠定了基础。该仿真技术同样实用于其他相关研究领域,如航空航天、工程机械和公路车辆等。     

Methodology to Evaluate Fatigue Damage of High-Speed Train Welded Bogie Frames Based on On-Track Dynamic Stress Test Data

The current method of estimating the fatigue life of railway structures is to calculating the equivalent stress amplitude based on the measured stress data. However, the random of the measured data is not considered. In this paper, a new method was established to compute the equivalent stress amplitude to evaluate the fatigue damage based on the measurable randomness, since the equivalent stress is the key parameter for assessment of structure fatigue life and load derivation. The equivalent stress amplitude of a high-speed train welded bogie frame was found to obey normal distribution under uniform operation route that verified by on-track dynamic stress data, and the proposed model is,in e ect, an improved version of the mathematical model used to calculate the equivalent stress amplitude. The data of a long-term, on-track dynamic stress test program was analyzed to find that the normal distribution parameters of equivalent stress amplitude values di er across di erent operation route. Thus, the fatigue damage of the high-speed train welded bogie frame can be evaluated by the proposed method if the running schedule of the train is known a priori. The results also showed that the equivalent stress amplitude of the region connected to the power system is more random than in other regions of the bogie frame.