[發(fā)明專利]一種軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011479631.8
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112541289B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 姚丹;張捷;王瑞乾;肖新標
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G16C60/00;G06F119/14
• 代理公司: 成都中弘信知識產(chǎn)權代理有限公司 51309
• 代理人: 張芳

1.一種軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、建立鋁型材結(jié)構(gòu)有限元模型；

將鋁型材的寬度方向作為x軸，長度方向作為y軸,高度方向作為z軸，在鋁型材的四邊加載剛性單元；

S2、計算彈性模量E_x和泊松比ν_x；

在鋁型材左、右兩端的剛性單元上施加大小為M_x，方向相反的彎矩，在有限元軟件中進行靜態(tài)分析，得到上面板中心點在x軸方向的應變ε_x1,下面板中心點在x軸方向的應變ε_x2,上面板中心點在y軸方向的應變ε_y1,下面板中心點在y軸方向的應變ε_y2；彈性模量E_x的計算公式為：

泊松比ν_x的計算公式為：

S3、計算彈性模量E_y；

在鋁型材前、后兩端的剛性單元上施加大小為M_y，方向相反的彎矩，在有限元軟件中進行靜態(tài)分析，得到上面板中心點在x軸方向的應變ε_x3,下面板中心點在x軸方向的應變ε_x4,上面板中心點在y軸方向的應變ε_y3,下面板中心點在y軸方向的應變ε_y4；彈性模量E_y的計算公式為：

S4、計算剪切模量G_xy；

在鋁型材左、右兩端的剛性單元上施加大小為M_xy，方向相反的扭矩，在有限元軟件中進行靜態(tài)分析，得到上面板中心點在xy軸方向的剪切應變γ_xy1，下面板中心點在xy軸方向的剪切應變γ_xy2；剪切模量G_xy的計算公式為：

S5、計算剪切模量G_xz；

在鋁型材左端的剛性單元上施加大小為Q_x，方向為z軸正方向的力，同時施加大小為M₁＝Q_xlw/2，方向為y軸負方向的力矩；在鋁型材右端的剛性單元上施加大小為Q_x，方向為z軸負方向的力，同時施加大小為M₁，方向為y軸負方向的力矩；固定約束下面板的中心點，在有限元軟件中進行靜態(tài)分析，計算上面板中心點在x軸方向的位移δ_x，定義A點的x坐標與下面板中心點距離為Δ_x，A點的y坐標和z坐標與下面板中心點相同，點A在z軸方向的位移為δ_Az；剪切模量G_xz的計算公式為：

S6、計算剪切模量G_yz；

在鋁型材前端的剛性單元上施加大小為Q_y，方向為z軸正方向的力，同時施加大小為M₂＝Q_ylw/2，方向為x軸正方向的力矩；在鋁型材后端的剛性單元上施加大小為Q_y，方向為z軸負方向的力，同時施加大小為M₂，方向為x軸正方向的力矩；固定約束下面板的中心點，在有限元軟件中進行靜態(tài)分析，計算上面板中心點在y軸方向的位移δ_y,定義B點的y坐標與下面板中心點距離為Δ_y，B點的x坐標和z坐標與下面板中心點相同,點B在z軸方向的位移為δ_Bz；剪切模量G_yz的計算公式為：

S7、計算等效密度ρ_eq；

在有限元軟件中讀取鋁型材的質(zhì)量m，計算等效密度ρ_eq，等效密度ρ_eq的計算公式為：

S8、建立聲振等效模型；

在有限元軟件中建立寬度為w，縱向長度為l的二維板件模型，對其劃分網(wǎng)格后，加載步驟S2至S7計算得到的彈性模量E_x、泊松比ν_x、彈性模量E_y、剪切模量G_xy、剪切模量G_xz、剪切模量G_yz、等效密度ρ_eq作為二維板件模型的材料參數(shù)，即得到聲振等效模型。