[發(fā)明專利]考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911025514.1
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN111046484B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱勝陽;羅俊;翟婉明
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 成都時(shí)譽(yù)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李正

1.一種考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取車輛參數(shù)、軌道參數(shù)和界面參數(shù)；

S2：設(shè)定積分步長、運(yùn)行終止時(shí)間以及車輛-軌道系統(tǒng)的初始位移和速度，并讀取不平順樣本；

S3：利用步驟S2中讀取的不平順樣本，并基于快速顯示積分方法計(jì)算出下一時(shí)刻車輛-軌道系統(tǒng)的位移和速度；

S4：利用步驟S3中計(jì)算出的車輛-軌道系統(tǒng)的位移和速度，分別計(jì)算出車輛的牽引力矩、扣件縱向阻力、軌道板與CA砂漿界面的切向內(nèi)聚力、輪軌垂向力、輪軌縱向蠕滑力以及車輛子系統(tǒng)與軌道子系統(tǒng)的線性內(nèi)力；

S5：根據(jù)步驟S4計(jì)算出的牽引力矩、輪軌垂向力、輪軌縱向蠕滑力和車輛子系統(tǒng)的線性內(nèi)力，計(jì)算出車輛子系統(tǒng)的加速度；根據(jù)步驟S4計(jì)算出的扣件縱向阻力、軌道板與CA砂漿界面的切向內(nèi)聚力、輪軌垂向力、輪軌縱向蠕滑力和軌道子系統(tǒng)的線性內(nèi)力，計(jì)算出軌道子系統(tǒng)的加速度；

S6：記錄動態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)；

S7：判斷分析時(shí)間是否達(dá)到設(shè)定的運(yùn)行終止時(shí)間，若未達(dá)到，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S3至步驟S7，并將步驟S5中計(jì)算出的車輛子系統(tǒng)和軌道子系統(tǒng)的加速度代入步驟S3中，用于計(jì)算下一時(shí)刻車輛-軌道系統(tǒng)的位移和速度；若達(dá)到，則結(jié)束分析。

2.如權(quán)利要求1所述的考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法，其特征在于，步驟S4中，根據(jù)車輛子系統(tǒng)的速度，計(jì)算出牽引力矩。

3.如權(quán)利要求1所述的考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法，其特征在于，步驟S4中，扣件縱向阻力的計(jì)算方式為：

其中，F(xiàn)_Lm為扣件縱向阻力，x表示軌道緊固件的縱向位移，σ₀為x＝0時(shí)Dahl摩擦模型的摩擦曲線的斜率，(x_s,F_Lfs)被定義為參考狀態(tài)，能夠在運(yùn)動過程中更新。

4.如權(quán)利要求1所述的考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法，其特征在于，步驟S4中，軌道板與CA砂漿界面的切向內(nèi)聚力的計(jì)算方式為：

其中，F(xiàn)_t為軌道的切向內(nèi)聚力，D_t為損傷變量，δ_t為切向相對位移，δ_t0為損傷起始位移，δ_tf為完全失效位移，δ_tmax為加載歷史中達(dá)到的最大相對位移，F(xiàn)_tm為界面剪切強(qiáng)度，k_t為未發(fā)生損傷時(shí)界面剪切剛度。

5.如權(quán)利要求1所述的考慮縱向振動的車輛-軌道耦合動力學(xué)分析方法，其特征在于，步驟S4中，輪軌垂向力和輪軌縱向蠕滑力的計(jì)算方式為：

F_wrxi(t)＝-μF_wrzi(t)·sgn(v_slip)

μ＝c·exp(-a·|v_slip|)-d·exp(-b·|v_slip|)

其中，F(xiàn)_wrzi(t)為第i個(gè)輪軌接觸點(diǎn)的輪軌垂向力，k_H表示非線性赫茲接觸剛度，F(xiàn)_wrxi(t)為第i個(gè)輪軌接觸點(diǎn)的縱向蠕滑力，v_slip為第i個(gè)輪軌接觸點(diǎn)的車輪與鋼軌之間的蠕滑速度，μ為輪軌接觸界面的黏著系數(shù)。