[發(fā)明專利]用于非線性懸掛系統(tǒng)的車輛限界計算方法、設(shè)備和介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113312708B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雙喜
• 申請（專利權(quán)）人: 成都大學(xué)
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F17/12;G06F119/14
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 胡慶波

本發(fā)明公開了一種用于非線性懸掛系統(tǒng)的車輛限界計算方法、設(shè)備和介質(zhì)，包括：確定車輛輪廓所有控制點的初始坐標(biāo)；建立懸掛系統(tǒng)控制點的非線性彈簧力學(xué)模型以獲得彈簧側(cè)滾剛度，建立懸掛系統(tǒng)控制點的相對偏移量方程；當(dāng)垂向相對偏移量超出線性范圍時，利用迭代算法求解垂向相對偏移量方程，獲得懸掛系統(tǒng)控制點的垂向相對偏移量；計算車輛輪廓其他控制點的相對偏移量；基于懸掛系統(tǒng)控制點的相對偏移量和其他控制點的相對偏移量，繪制車輛輪廓的偏移曲線。本發(fā)明能夠克服采用線性剛度參數(shù)計算彈簧側(cè)滾參數(shù)時存在的誤差，基于迭代算法求解懸掛系統(tǒng)的相對偏移量，能夠獲得高精度的懸掛系統(tǒng)的偏移量數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了車輛限界校核的計算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于非線性懸掛系統(tǒng)的車輛限界計算方法、設(shè)備和介質(zhì)。

背景技術(shù)

在地鐵車輛設(shè)計過程中，地鐵車輛限界關(guān)系著車輛的運行安全。當(dāng)前，國內(nèi)的地鐵車輛限界大多采用《地鐵限界標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)將影響地鐵軌距計算的因素分為車輛和軌道兩大類，根據(jù)設(shè)計、制造和施工中最不利的情況，以及應(yīng)用和維護(hù)的極限，確定了這兩種影響因素對應(yīng)的量具計算參數(shù)。然而，該標(biāo)準(zhǔn)固定的計算方法在適用時具有以下缺陷：

該標(biāo)準(zhǔn)的計算方法只能適用于假定彈簧為線性且彈簧剛度為常數(shù)的線性懸架系統(tǒng)，但在某些情況下這種假設(shè)是不合理的。理由在于：行業(yè)周知，止擋阻塊被廣泛應(yīng)用于各種軌道車輛，例如，地鐵列車的轉(zhuǎn)向架與車體之間一般安裝橫向擋塊和垂向擋塊(應(yīng)急彈簧)，橫向止擋塊用于限制車體的側(cè)向運動，垂向擋塊用于限制滾動運動，當(dāng)車體與轉(zhuǎn)向架之間的相對位移超過限位塊的間隙時，車體與限位塊之間的接觸剛度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于懸架彈簧的接觸剛度，在這種情況下，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)計算的偏移量可能與實際情況不一致，導(dǎo)致偏移量的計算結(jié)果存在偏差，進(jìn)而導(dǎo)致車輛限界的計算結(jié)果存在誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于非線性懸掛系統(tǒng)的車輛限界計算方法、設(shè)備和介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種用于非線性懸掛系統(tǒng)的軌道車輛限界計算方法，包括：

確定車輛輪廓所有控制點的初始坐標(biāo)；

建立懸掛系統(tǒng)控制點的非線性彈簧力學(xué)模型以獲得彈簧側(cè)滾剛度，并基于所述彈簧側(cè)滾剛度建立懸掛系統(tǒng)控制點的相對偏移量方程；其中，所述相對偏移量方程包括垂向相對偏移量方程；

當(dāng)所述懸掛系統(tǒng)控制點的垂向相對偏移量超出線性范圍時，利用迭代算法求解所述垂向相對偏移量方程，獲得所述懸掛系統(tǒng)控制點的垂向相對偏移量；

計算車輛輪廓其他控制點的相對偏移量；

基于所述懸掛系統(tǒng)控制點的相對偏移量和所述其他控制點的相對偏移量，繪制車輛輪廓的偏移曲線，確定車輛輪廓所有控制點的限界坐標(biāo)。

在一種可能的設(shè)計中，建立懸掛系統(tǒng)控制點的非線性彈簧力學(xué)模型以獲得彈簧側(cè)滾剛度，包括：

建立一系懸掛系統(tǒng)控制點和二系懸掛系統(tǒng)控制點的非線性彈簧力學(xué)模型；

基于所述非線性彈簧力學(xué)模型定義一系懸掛系統(tǒng)的等效剛度k_ep和二系懸掛系統(tǒng)的等效剛度k_es；

基于所述一系懸掛系統(tǒng)的等效剛度k_ep和所述二系懸掛系統(tǒng)的等效剛度k_es計算一系彈簧側(cè)滾剛度k_φp和二系彈簧側(cè)滾剛度k_φs：