基于SIMPACK软件的客车简化整车模型的搭建-说明.doc

一、 建立转向架子结构1、 新建模型2、 设置gravity。3、 设置转向架质量、质心位置和刚度。4、 设置转向架的几何外形，type为“wheel rail bogie”。5、 创建BOGIE上的6个makers。一系悬挂（Primary suspension）：（m）二系悬挂（Secondary suspension）：（m）6、 设置轮对的质量、质心位置和刚度。7、 设置轮对的几何形状。type为“cylinder”。长度是不是也给错了，应该是2而不是2.2？8、 创建轮对上的2个makers。坐标为（m），用于创建一系力元。是不是数据给错了，-0.5应该是0？。9、 为了定义轮对的铰接，创建参考坐标系上的2个makers。坐标分别为m。1在体定义窗口中右击$B_WS1，选择复制，右击空白处选择粘贴，重命名为$B_WS2，再用同样的方法新建$B_WS3、$B_WS4。粘贴创建的体$B_WS2与目前$B_WS1的位置重合，通过铰接定位以后，$B_WS2的maker点位置也相应改变。10、 搭建虚车体。虚车体在SIMPACK建模中的作用很大，尤其在此处，通过建立虚车体，可以在子结构中设置车体与转向架的作用力元，在整体建模中，只需将虚车体与实际的车体固结在一起，即可实现力的作用。因此，对虚车体的要求是质量、转动惯量均足够小，不影响实际车体的动力学性能。新建虚车体，命名为$B_DUMMY，进入全局参数的窗口，新建参数并命名为$P_DUMMY，赋值为1E-7，点击Assign确定。在体定义窗口，右击质量数值输入窗口，出现value given by substitution variables 提示，点击进入，选择$P_DUMMY，并同样给转动惯量赋值为$P_DUMMY。11、 创建虚车体上的2个makers。坐标为m，均在虚车体几何结构的下表面。返回体定义窗口后，选中Wireframe Representation，则虚车体将总是以线框形式显示。12、 为了定义虚车体的铰接，创建参考坐标系上的1个makers。坐标为m。213、 建立铰接建立铰接的原则是自上而下，即From Marker比To Marker更接近惯性参考系。建立构架（Bogie）的铰接， From Marker为$M_Isys，To Marker为$M_BOGIE，如果将两者颠倒过来则会在运行过程中出现构架翻转的现象。设置交接类型为Railway Vehicles，07：general rail track joint（一般轮轨铰，自由度数有1，5，6三种选择），自由度数设为6。此处不需要设置铰接的初始位置。设置轮对1的铰接，From Marker为$M_Isys_WS_F，To Marker 为$M_WS1，选择00：0 Degrees of freedom（0号固结铰接），其他参数不变。同样设置轮对2的铰接，对应的铰接为From Marker为$M_Isys_WS_B，To Marker 为$M_WS2，铰接类型为00号。设置虚车体的铰接From Marker为$M_Isys_DUMMY_CONNECT，To Marker 为$M_DUMMY，铰接类型为00号。414、 现在定义转向架悬挂。首先设置三个方向的刚度（stiffness）与阻尼（damping）系数，进入全局参数定义窗口，如图，设置一系力二系力的三个方向的刚度、阻尼数值，具体参数值如表所示：一系力弹簧纵向刚度系数P_CX(MN/S)30一系力弹簧横向刚度系数P_CY(MN/S)4一系力弹簧垂向刚度系数P_CZ(MN/S)1.2一系力弹簧纵向阻尼系数P_DX(KNS/M)15一系力弹簧横向阻尼系数P_DY(KNS/M)2一系力弹簧垂向阻尼系数P_DZ(KNS/M)4二系力弹簧纵向刚度系数S_CX(MN/S)0.15二系力弹簧横向刚度系数S_CY(MN/S)0.15二系力弹簧垂向刚度系数S_CZ(MN/S)0.45二系力弹簧纵向阻尼系数S_DX(KNS/M)32二系力弹簧横向阻尼系数S_DY(KNS/M)32二系力弹簧垂向阻尼系数S_DZ(KNS/M)20备注：SIMPACK软件中长度单位为M。P_CX在全局参数定义窗口中的数值为30000000。P_DX在全局参数定义窗口中的数值为15000。15、 定义一系悬挂接下来定义构架与轮对的一系悬挂力，新建一个力元$F_PS_1L，设置From Marker为$M_BOGIE_PS_1L，To Marker 为$M_WS1_L，与定义铰接一样，需注意Marker的次序不能颠倒。设置力元类型为05：Spring-Damper parallel cmp（05号：弹簧-阻尼并联紧密力元）。分别将事先定义好的数值赋给相应的变量。按照相同步骤新建力元$F_PS_1R，设置From Marker为$M_BOGIE_PS_1R，To Marker 为$M_WS1_R，选择相同的05号力元类型，参数与$F_PS_1L相同。按照同样的方法可以建立$F_PS_2L、$F_PS_2R。16、 定义二系悬挂新建力元$F_SS_L，设置From Marker为$M_BOGIE_SS_L，To Marker 为$M_DUMMY_L，选择05号力元类型，并将二系弹簧阻尼系数赋值给各相应变量。同样方法新建另一个二系力。建模完成之后，在模型建立窗口中Info下拉菜单中点击Force Elements：Coupling Marker，查看力元Marker之间的距离，出现如图所示信息r_abs均为0，则说明新建力元正确。点击保存模型。按照资料给出的数据，显示信息r_abs有的不为0，将轮对maker的z坐标由-0.5改为0之后正确。4二、 建立车体子结构新建模型，设置global中的重力（Gravity）参数，以及调整视图显示。重新命名默认的体为CARBODY，设置质量、质心位置和刚度。点击进入3D几何参数设置窗口，选择类型为21：Wheel Rail Cab。按照下表设置其中的部分参数，color id参数均设为6，其他参数设置为0，则车体模型搭建成功。参数数值mHeight 1 in x0.5Height 4 in x4Length 1 in x26Width 1 in x2.9Width 2 in x2.9Width 3 in x2.65Width 4