SIMPACK基础培训教程-基本元件

SIMPACK基础培训教程-基本元件L1.1课程内容:轨道铰接Track

Joints专用建模元件

Specific

Modeling

Elements建模思路

Model

Setup

Strategy几何参数

Geometry

data轮对

Wheelset车轮参数设置

Possible

configurations

for

wheel

setup轨道参数设置

Possible

configurations

for

railsetup切向力

Tangential

Forces蠕滑参考速度

Creep

Reference

Velocity数据处理

Data

HandlingLesson

1:

基本元件1

小时L1.2轨道铰接

Track

Joints

(1/2)Track

Joints

用于沿着指定的线路TrackTrackJoints

必须从Isys定义

(From

Marker

是Isys)Track

Joint

类型#07–GeneralRailTrackJoint#09–RheonomicRailTrackJoint#91

–Wheel/Rail

TrackSleeper

轨枕铰接状态与指定的线路Track相关s

沿着轨道测量，而不是在Isys中测量

xy

相对轨道中心线测量标准铰接轨道铰接L1.307zyx轨道铰接

Track

Joints

(2/2)默认为6自由度（6

DOF）s

-

纵向，沿轨道线路中心线y

-

横向z

-

垂向

-roll

angle

(绕s)侧滚角

-

yaw

angle

(绕z)

偏航角

-

pitch或

rollingangle

(绕y)

俯仰角Jointtype

07可选项:5

DOF

(去掉

)

用于柔性车轮1

DOF

(仅s)

只用于测量其它轨道铰接Jointtype

9:与type

7类似,但是v

=驱动状态

(5,4

或0DOF)

基于时间的运动铰接沿着虚构的轨道中心线从Isys到

body

进行定义注意:

Rail模型中的z轴正方向为竖直向下

(根据UIC国际铁路联盟)L1.4专用建模元件轮轨副Rail-Wheel

Pair,

轨道Rail被动建模元件（数据容器），需要其它的建模元件型面参考标记点

Profile

Reference

Markers用于确定轮轨型面的空间位置接触力元

Contact

ForceElement搜索接触并计算法向和切向接触力结果元件

Result

Elements输出接触相关的数据，比如轮轨力轮轨几何

Rail-Wheel

Primitives型面几何形状，仅用于3D动画显示轮轨副Rail-Wheel

PairL1.5建模思路参数参数轮轨副Rail-Wheel

Pairs,

轨道Rails,轮对Wheelsets(数据容器)创建,

输入数据“自动“,创建“车辆其它部分”车轮部件型面参考标记点Profile

Reference

Markers轮轨力元Rail-Wheel

ForceElements图形几何/总体效果型面参考标记点Profile

Reference

Markers轨道部件或

Isys创建用户L1.6几何参数

(1/2)Wheel

MarkerWheelProfRef

Marker(车轮型面坐标原点)横向轮距Lateralwheel

distance名义车轮半径Nominal

wheelradiusIsys

/

Track中心线RailProfRefMarker(轨道型面坐标原点，考虑轨底坡Rail

Cant)横向轨距（实际轨距一半）Lateralrail

distance所有的几何参数都在Rail

Element和Rail-Wheel

Pair中设置。L1.7Gauge

measurementposition几何参数

(2/2)轨道型面Railprofile的默认设置是在横向轨距

lateral

rail

distance位置或者,

双轨轨道元件可以输入轨距Track

Gauge输入的是测量的轨距track

gauge和高度（欧洲标准为轨距1.435m,

测量高度距离轨道顶点14

mm，考虑磨耗和切口）（中国《铁路技术管理规程》规定，直线轨距是在钢轨头部踏面下16

mm

范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。

）轨底坡

rail

cant

定义了轨道绕x轴的倾斜度L1.8轮对

Wheelset可选的建模元件定义左右两侧的轮轨副关系用于型面的准线性化处理L1.9车轮参数设置要求轮架部件(车轴)

跟随线路行驶.

车轮和轮架也可以在同一部件中.轮架铰接必须为Track

Joint

7

或

9轮架铰接的From标记点必须在惯性坐标系

(Isys)中一个或更多个车轮可以属于同一个轮架L1.10轨道参数设置轨道可以通过部件Body

或惯性坐标系Isys

建立如果轨道是部件，要遵从下面的要求:该部件的铰接必须是type

91

(跟随Track

Joint

7或

9的线路位置行驶)Type

91铰接支持多个自由度.

一个或更多个轨道可以属于同一个物体轨道部件也可以是滚轮Roller,

用于滚轮试验平台L1.11切向力

Tangential

Forces“轮轨接触”元件设置方法线性“Linear”线性蠕滑力规则linear

creep

force

law考虑饱和的线性“Linear

with

Saturation”当达到摩擦系数µ边界时,

具有额外的饱和性“Jaschinski(tangens

hyperbol.)”考虑饱和的线性,

光滑过渡“Vermeulen/Johnson/S.H.E.”

(Shen/Hedrick/Elkins)同上,

更接近真实推荐“FASTSIM”

,

常用在离散弹性接触discrete

elastic

contact基于(等效椭圆)

接触斑的离散化;

作为标准方法“Polách”解析方法；相比上面的方法,

其结果更接近于FASTSIM“User1-5”切向力的用户子程序接口（用于轮轨接触元件）关于切向力方法的更多信息请参考SimpackdocumentationD.21Rail-Wheel

ContactsL1.12蠕滑参考速度

Creep

Reference

Velocity“平移Translational”表示车轴铰接s方向的速度能用于滑动的车轮sliding

wheels“圆周Circumferential”表示在各自接触参考点处的车轮相对圆周速度可用于自旋车轮spinning

wheels推荐

“均值Mean

value”表示平移和圆周速度的均值可同时用于滑行sliding和自旋spinning车轮不能处理车辆和车轮停止时的

“静止”状态滑行Sliding自旋Spinningvref=

vvehiclevref=

0vref=

Rcontactvref=

0vref=

Rcontact/

2vref=vvehicle/

2通过实际接触相对速度除以蠕滑参考速度vref以确定蠕滑.

因此,该参考速度不允许为0.L1.13数据处理输入函数Input

Functions(~.if2)变量文件SubVar

files(~.subvar)轮轨型面文件Rail-wheel

profiles(~.prw,

~.prr)一般来说,

模型数据存放在不同的文件夹中.

对本课程练习,

模型已经被分为