[發(fā)明專利]基于MBD與SVM的車鉤動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711384551.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108133096B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓朝建;曲寶章;孫可心;盧碧紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/27;G06Q10/04;G06F119/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

1.一種基于MBD與SVM的車鉤動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、可靠性預(yù)測(cè)的方案設(shè)計(jì)；

S2、可靠性預(yù)測(cè)方案的MBD實(shí)現(xiàn)；

S3、MBD仿真試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理；

S4、可靠性預(yù)測(cè)結(jié)果；

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，確定可靠性預(yù)測(cè)結(jié)果；

步驟S1中，可靠性預(yù)測(cè)的方案設(shè)計(jì)，具體包括以下步驟：

S11、車鉤動(dòng)態(tài)可靠性包括：

上鎖提的動(dòng)態(tài)可靠性、一級(jí)防跳的動(dòng)態(tài)可靠性、二級(jí)防跳的動(dòng)態(tài)可靠性、車鉤防分離的動(dòng)態(tài)可靠性；

S12、車鉤動(dòng)態(tài)可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定；

S13車鉤動(dòng)態(tài)可靠性的影響因素的確定；

車鉤動(dòng)態(tài)可靠性與車鉤承受隨機(jī)振動(dòng)加速度方向及大小有關(guān)，隨機(jī)振動(dòng)加速度分為單獨(dú)垂向振動(dòng)加速度A_y、單獨(dú)縱向振動(dòng)加速度A_x、垂向與縱向耦合振動(dòng)加速度A_x+y；

S14、車鉤動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)的方案的具體設(shè)計(jì)；

步驟S12中，車鉤動(dòng)態(tài)可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定，具體包括以下步驟：

—上鎖提的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)：

車輛運(yùn)行中，上鎖提未被鏈環(huán)拉起，則上鎖提動(dòng)態(tài)性能可靠；反之，上鎖提動(dòng)態(tài)性能不可靠；

—一級(jí)防跳的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)：

車輛運(yùn)行中，上鎖銷桿未脫離防跳臺(tái)，則一級(jí)防跳動(dòng)態(tài)性能可靠；反之，一級(jí)防跳動(dòng)態(tài)性能不可靠；

—二級(jí)防跳的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)：

車輛運(yùn)行中，上鎖銷未超過(guò)鉤體內(nèi)表面，則二級(jí)防跳動(dòng)態(tài)性能可靠；反之，二級(jí)防跳動(dòng)態(tài)性能不可靠；

—車鉤防分離的動(dòng)態(tài)可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)：

車輛運(yùn)行中，鎖鐵質(zhì)心相對(duì)于鉤舌的垂向位移小于等于52mm，則車鉤防分離動(dòng)態(tài)性能可靠；反之，車鉤防分離動(dòng)態(tài)性能不可靠；

步驟S14中，車鉤動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)的方案的具體設(shè)計(jì)步驟如下：

S141、試驗(yàn)輸入：車鉤承受隨機(jī)振動(dòng)加速度方向及大小；

S142、根據(jù)步驟S12中車鉤動(dòng)態(tài)可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定，判定車鉤動(dòng)態(tài)可靠性；

S143、試驗(yàn)精度ε：根據(jù)實(shí)際情況，合理設(shè)置精度；

S144、車鉤承受隨機(jī)振動(dòng)加速度方向包括單獨(dú)垂向、單獨(dú)縱向、垂向與縱向耦合情況；

步驟S2中，可靠性預(yù)測(cè)方案的MBD實(shí)現(xiàn)的具體步驟如下：

S21、MBD建模；

S211、車鉤幾何模型的創(chuàng)建，S212、車鉤物理模型的創(chuàng)建，S213、車鉤數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建；

S21、MBD求解：

數(shù)學(xué)模型建立完畢后，多體動(dòng)力學(xué)軟件會(huì)根據(jù)求解器中的運(yùn)動(dòng)學(xué)、逆向動(dòng)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等算法，對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行迭代求解，得到所需要的分析結(jié)果；

步驟S211中，車鉤幾何模型的創(chuàng)建，具體包括以下步驟：

在CAD軟件中完成車鉤零部件建模，并裝配到正確位置，各零部件裝配位置的準(zhǔn)確性關(guān)系到后續(xù)仿真時(shí)連接的添加以及零部件碰撞時(shí)接觸力位置與方向，最后將CAD軟件中的車鉤裝配體模型保存為STEP格式的文件；

步驟S212中，車鉤物理模型的創(chuàng)建，具體包括以下步驟：

S2121、模型導(dǎo)入多體動(dòng)力學(xué)軟件：

在多體動(dòng)力學(xué)軟件中導(dǎo)入保存好STEP格式的車鉤模型，由于導(dǎo)入模型是全部零件的裝配體以及部分冗余雜點(diǎn)，全部的模型進(jìn)行仿真時(shí)計(jì)算量較大，為方便計(jì)算需將模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理如將一些零件進(jìn)行合并；

S2122、構(gòu)建加速度方向矢量：

在多體動(dòng)力學(xué)軟件中構(gòu)建一個(gè)圓柱體，以圓柱的兩個(gè)底面圓連接的方向作為加速度施加的方向，該方向可作為縱向、垂向、縱向與垂向耦合加速度的方向；

S2123、創(chuàng)建約束：

—固定副：

鉤體與車鉤提桿座，鉤體與車鉤提桿座，銷軸I與開(kāi)口銷，銷軸II與開(kāi)口銷，端墻與鉤體，鉤舌銷與鉤體，鉤舌銷與鉤舌，加速度方向矢量與大地；

—旋轉(zhuǎn)副：

推鐵與鉤體；

—移動(dòng)副：

鉤體與加速度方向矢量；

S2124、創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)：

給鉤體施加一個(gè)與加速度方向矢量相同的驅(qū)動(dòng)，大小為A，驅(qū)動(dòng)函數(shù)為STEP(TIME，0，0，T，A)；

S2125、創(chuàng)建接觸：

—體接觸：

鉤體與上鎖提、鉤體與鎖鐵、上鎖提與上鎖銷、鉤體與上鎖銷桿、鎖鐵與上鎖銷桿、上鎖銷與上鎖銷桿、下鏈蹄環(huán)與開(kāi)口銷、上鏈蹄環(huán)與開(kāi)口銷、上鏈蹄環(huán)與鏈環(huán)、鏈環(huán)與下鏈蹄環(huán)、鉤體與鉤舌、鉤舌與鎖鐵、推鐵與鎖鐵、推鐵與鉤體、推鐵與鉤舌、上鏈蹄環(huán)與下鏈蹄環(huán)、鏈環(huán)與提鉤桿；

—擴(kuò)展面接觸：

鉤體與上鎖銷、銷軸II墊圈端面與鏈蹄環(huán)端面、下鏈蹄環(huán)與上鎖提端面、下鏈蹄環(huán)與上鎖提端面、上鎖提與鏈蹄環(huán)柱面、上鎖提凹面與鏈蹄環(huán)柱面、鏈蹄環(huán)端面與上鎖提端面、鉤體與上鎖銷桿、上鎖銷桿與上鎖銷柱面、上鎖銷桿與上鎖銷曲面、上鎖提與上鎖銷、銷軸II柱面與墊圈柱面、銷軸II柱面與鏈蹄環(huán)柱面、銷軸II柱面與提鉤桿柱面、銷軸II端面與墊圈端面、銷軸I頂端面與上鎖提端面、銷軸I頂柱面與上鎖提凹面、提鉤桿與車鉤提桿座、提鉤桿與車鉤提桿座、提鉤桿端面與上鏈蹄環(huán)端面、提鉤桿端面與上鏈蹄環(huán)端面、提鉤桿與端墻端面、銷軸I端面與下鏈蹄環(huán)端面、銷軸I柱面與鏈蹄環(huán)柱面、銷軸I柱面與上鎖提柱面；

S2126、定義接觸參數(shù)：

剛度100000N/mm、阻尼50N-sec/mm、靜摩擦門(mén)檻速度0.1mm/sec、動(dòng)摩擦門(mén)檻速度10mm/sec、動(dòng)摩擦系數(shù)0.25、靜摩擦系數(shù)0.3、恢復(fù)系數(shù)0.15、剛度指數(shù)1.5、阻尼指數(shù)1.5；

S2127、仿真參數(shù)設(shè)置：

仿真的時(shí)間3s，設(shè)置步長(zhǎng)為300，步長(zhǎng)因子為100，重力加速度大小為9806.65mm/s²，重力方向?yàn)?Y；

S2128、通過(guò)改變加速度的方向與大小，進(jìn)行不同工況仿真試驗(yàn)，模擬車鉤的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。