[發明專利]動車組車體模態計算方法及裝置

有效

• 申請號: 201710597273.2
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107463734B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 韓鐵禮;賈尚帥;李玉龍;潘德闊;孟林林;彭壘
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/15
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

1.一種動車組車體模態計算方法，其特征在于，包括：

根據動車組車體各部位樣件的幾何尺寸參數計算各部位等效的中間層的各項異性材料的屬性參數；

將動車組車體劃分為單層殼網格；

獲取每個網格的上表面層參數、下表面層參數及所述中間層的各項異性材料的屬性參數；

將所述上表面層參數、下表面層參數及中間層的各項異性材料的屬性參數輸入到整車模態模型中，計算動車組的車體模態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述各項異性材料的屬性參數包括：各項異性材料的彈性模量、剪切模量、泊松比和密度。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據動車組車體所述各部位樣件的幾何尺寸參數計算各部位等效的中間層的各項異性材料的屬性參數之后，還包括：

根據等效的中間層的各項異性材料的屬性參數采用等效方法進行所述各部位樣件的前預設階數的模態計算，以獲得所述各部位樣件各階數的第一固有頻率；

采用所述各部位樣件原結構類型的有限元計算的方法進行所述各部位樣件的前預設階數的模態計算，以獲得所述各部位樣件各階數的第二固有頻率；

將所述各部位樣件的各階數的第一固有頻率和第二固有頻率進行比較；

若某一個或多個階數的第一固有頻率和第二固有頻率的差值絕對值大于預設閾值，則對中間層的各項異性材料的彈性模量、剪切模量進行優化。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述對中間層的各項異性材料的彈性模量、剪切模量進行優化，具體包括：

以各部位樣件的各階數的第二固有頻率為目標，以所述彈性模量及所述剪切模量為優化變量，以所述各部位樣件的總質量不變為約束條件，進行所述彈性模量及所述剪切模量的優化，以使所述各部位樣件的各階數的第一固有頻率與第二固有頻率的差值絕對值小于預設閾值。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，若動車組車體的部位為邊梁，則還包括：

采用LANCZOS方法進行邊梁原結構類型的有限元計算。

6.一種動車組車體模態計算裝置，其特征在于，包括：

等效參數計算模塊，用于根據動車組車體各部位樣件的幾何尺寸參數計算各部位等效的中間層的各項異性材料的屬性參數；

劃分模塊，用于將動車組車體劃分為單層殼網格；

獲取模塊，用于獲取每個網格的上表面層參數、下表面層參數及所述中間層的各項異性材料的屬性參數；

整車模態計算模塊，用于將所述上表面層參數、下表面層參數及中間層的各項異性材料的屬性參數輸入到整車模態模型中，計算動車組的車體模態。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述各項異性材料的屬性參數包括：各項異性材料的彈性模量、剪切模量、泊松比和密度。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括：

第一部位模態計算模塊，用于根據等效的中間層的各項異性材料的屬性參數采用等效方法進行所述各部位樣件的前預設階數的模態計算，以獲得所述各部位樣件各階數的第一固有頻率；

第二部位模態計算模塊，用于采用所述各部位樣件原結構類型的有限元計算的方法進行所述各部位樣件的前預設階數的模態計算，以獲得所述各部位樣件各階數的第二固有頻率；

參數優化模塊，用于將所述各部位樣件的各階數的第一固有頻率和第二固有頻率進行比較；若某一個或多個階數的第一固有頻率和第二固有頻率的差值絕對值大于預設閾值，則對中間層的各項異性材料的彈性模量、剪切模量進行優化。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述參數優化模塊，具體用于：以各部位樣件的各階數的第二固有頻率為目標，以所述彈性模量及所述剪切模量為優化變量，以所述各部位樣件的總質量不變為約束條件，進行所述彈性模量及所述剪切模量的優化，以使所述各部位樣件的各階數的第一固有頻率與第二固有頻率的差值絕對值小于預設閾值。

10.根據權利要求6-9任一項所述的裝置，其特征在于，還包括：

邊梁參數計算模塊，用于若動車組車體的部位為邊梁，則采用LANCZOS方法進行邊梁原結構類型的有限元計算。