[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(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011479631.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-12-15 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112541289B | 公開（公告）日： | 2023-04-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姚丹;張捷;王瑞乾;肖新標(biāo) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西南交通大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06F30/23 | 分類號(hào)： | G06F30/23;G16C60/00;G06F119/14 |
| 代理公司： | 成都中弘信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51309 | 代理人： | 張芳 |
| 地址： | 610031 四*** | 國(guó)省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 軌道 車輛 車體 鋁型材 結(jié)構(gòu) 等效 建模 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法，包括以下步驟：S1、建立鋁型材結(jié)構(gòu)有限元模型；S2、計(jì)算彈性模量Esubgt;x/subgt;和泊松比νsubgt;x/subgt;；S3、計(jì)算彈性模量Esubgt;y/subgt;；S4、計(jì)算剪切模量Gsubgt;xy/subgt;；S5、計(jì)算剪切模量Gsubgt;xz/subgt;；S6、計(jì)算剪切模量Gsubgt;yz/subgt;；S7、計(jì)算等效密度ρsubgt;eq/subgt;；S8、建立聲振等效模型；本發(fā)明中的建模方法可快速精確地模擬軌道車輛車體鋁型材的聲振特性：有限元模型和聲振等效模型在100～3150Hz的隔聲量規(guī)律一致，平均誤差僅為1.6dB，且相比于有限元模型，聲振等效模型可縮短90％的計(jì)算時(shí)間，從而提高了軌道車輛車體鋁型材的聲振性能研究效率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及型材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法。
背景技術(shù)
軌道交通是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈，核心技術(shù)是安全、舒適、綠色和智能，其中噪聲與振動(dòng)(聲振)對(duì)安全、舒適和綠色至關(guān)重要。鋁合金擠壓型材(鋁型材)是軌道車輛的車體主體結(jié)構(gòu)，研究鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振性能對(duì)于控制軌道車輛內(nèi)部噪聲十分關(guān)鍵。對(duì)于鋁型材這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用有限元模型計(jì)算可以反映實(shí)際結(jié)構(gòu)的聲振特性，但當(dāng)計(jì)算頻率增大時(shí)，很難平衡網(wǎng)格數(shù)量、計(jì)算頻率、計(jì)算耗時(shí)三者之間的關(guān)系，一般只適合于小尺寸結(jié)構(gòu)的低頻計(jì)算，而軌道交通的車體鋁型材結(jié)構(gòu)尺寸大、截面形狀復(fù)雜，且聲振頻率寬，使用有限元法直接計(jì)算不僅建模十分復(fù)雜，還會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，甚至無法計(jì)算。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)上述問題，提供一種提高計(jì)算效率的軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種軌道車輛車體鋁型材結(jié)構(gòu)的聲振等效建模方法，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(zhǎng)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(jì)算彈性模量Ex和泊松比νx；
在鋁型材左、右兩端的剛性單元上施加大小為Mx，方向相反的彎矩，在有限元軟件中進(jìn)行靜態(tài)分析，得到上面板中心點(diǎn)在x軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>x1,下面板中心點(diǎn)在x軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>x2,上面板中心點(diǎn)在y軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>y1,下面板中心點(diǎn)在y軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>y2；彈性模量Ex的計(jì)算公式為：
泊松比νx的計(jì)算公式為：
S3、計(jì)算彈性模量Ey；
在鋁型材前、后兩端的剛性單元上施加大小為My，方向相反的彎矩，在有限元軟件中進(jìn)行靜態(tài)分析，得到上面板中心點(diǎn)在x軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>x3,下面板中心點(diǎn)在x軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>x4,上面板中心點(diǎn)在y軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>y3,下面板中心點(diǎn)在y軸方向的應(yīng)變?chǔ)?Sub>y4；彈性模量Ey的計(jì)算公式為：
S4、計(jì)算剪切模量Gxy；
在鋁型材左、右兩端的剛性單元上施加大小為Mxy，方向相反的扭矩，在有限元軟件中進(jìn)行靜態(tài)分析，得到上面板中心點(diǎn)在xy軸方向的剪切應(yīng)變?chǔ)?Sub>xy1，下面板中心點(diǎn)在xy軸方向的剪切應(yīng)變?chǔ)?Sub>xy2；剪切模量Gxy的計(jì)算公式為：
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