参数化列车碰撞平台的动力学建模与仿真

作     者：吴启凡 肖守讷 杨超 朱涛 阳光武 杨冰 Wu Qifan;Xiao Shoune;Yang Chao;Zhu Tao;Yang Guangwu;Yang Bing

作者机构：西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 

基　　金：四川省科技计划资助(2019YJ0216) 牵引动力国家重点实验室自主课题(2017TPL_Z1,2019TPL_T13) 

出 版 物：《动力学与控制学报》 (Journal of Dynamics and Control)

年 卷 期：2021年第19卷第4期

页      码：39-47页

摘      要：轨道车辆的设计过程中,有限元碰撞仿真方法建模复杂、修改周期长.为快速计算准确的列车碰撞响应,基于车辆-轨道耦合动力学理论,使用Matlab程序语言,建立参数化列车碰撞平台.根据实际参数,将车辆实体模型转化为数学模型,将连续轨道模型离散为弹性点支承模型;基于Hertz接触理论,使用向量法建立轮轨相互作用模型;将车钩缓冲装置、吸能防爬装置和悬挂装置的力学特性转化为非线性迟滞特性数学模型;采用修正双步长显式积分算法对参数化模型进行时域求解.将有限元仿真结果与参数化仿真结果在速度、加速度以及最大轮对抬升量方面进行对比,结果表明,两种模型的速度变化趋势相同,加速度绝对误差小于1m/s^(2),轮对抬升量峰值相对误差1.67%,各项指标的相对误差保持在10%以内,对参数化列车碰撞平台的准确性进行了验证.研究结果为揭示列车碰撞后的响应机理建立了仿真基础,为轨道车辆的耐撞性设计中参数的选定提供了一定的理论支撑.

主 题 词：车辆碰撞 碰撞动力学 数值仿真 参数设计 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.6052/1672-6553-2020-053

馆 藏 号：203104804...