200km_h高速客车转向架的动力学仿真计算

面向汽车动力学控制的汽车仿真软件开发

面向汽车动力学控制的汽车仿真软件开发1 李幼德，刘巍， 李静 吉林大学汽车工程学院 (130022) E-mail ：aweii_liu@https://www.wendangku.net/doc/7710191037.html, 摘 要：汽车动力学仿真软件对汽车电控系统的开发具有重要意义。本文利用Matlab/Simulink 软件编制适用于汽车电控制系统开发的汽车动力学模型，并编制了图形用户界面，并针对样车进行了不同工况的模拟。 关键词：汽车动力学，图形用户界面，仿真 1．引言 随着汽车电子控制系统的发展，特别是汽车电控制系统开发手段的发展，以Matlab/Simulink 和Dspace 为开发平台的V 流程的电控系统开发方法已被越来越多的开发商所采用。在汽车电控制系统的开发中，例如汽车牵引力控制系统（TCS ）、汽车制动防抱死控制系统（ABS ）和汽车稳定性控制系统（ESP ）等，为了研究汽车各控制系统的控制算法，汽车动力学仿真模型是必不可少的。而传统的汽车动力学仿真模型(如Adams 和Simpack 等)，由于仿真的实时性较差，并不能够满足汽车电控制系统开发的要求。因此，开发基于Matlab/Simulink 平台的汽车动力学仿真软件对于汽车电控系统具有重要的使用价值。 2．汽车动力学模型 考虑汽车动力学模型运行实时性的要求，汽车动力学模型需要进行适当的简化。因此，忽略汽车的侧倾和俯仰运动，以及悬架的影响，但是考虑了汽车载荷的转移。在汽车动力学模型中，包括：发动机模型、传动系模型、轮胎模型、车轮模型以及整车模型等。 2.1发动机模型 发动机模型的输入包括：油门开度、反馈的发动机转速。整个的发动机将简化为一个一阶惯性环节系统[1]。 1 2 1sT e e T e M sT ?= + （1） 其中：e M 发动机的动态输出力矩；为发动机的静态输出力矩，为系统时间常数，为系统滞后时间常数而拉氏变换变量。 e T 2T 1T s 2.2制动器模型 制动器模型采用的是盘式制动器模型，公式如下： b w T A n s P b μη=????? （2） 1 本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20020183025）资助 - 1 -

动力学主要仿真软件

车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度 无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。 随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。 德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。 同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发

转向架

一、CRH1转向架的组成及力的传递 （一）、CRH1动车组转向架构成 CRH1动力转向架如图4-22所示， CRH1非动力转向架构如图4-23所示 （二）、CRH1动车组转向架构成特点 1.构架构架由铸件和钢板组焊成H形构架。 2.轴箱悬挂包括转臂式轴箱定位装置、螺旋弹簧、垂向油压减振器。如图4-24所示。 3.中央悬挂装置：无摇枕；采用空气弹簧装置；在构架和车体之间安装垂向、横向和抗蛇行液压减振器；在车体和构架间安装抗侧滚扭杆装置；在车体和转向架之间设置安全吊缆（即防过充装置）；在车体和转向架之间安装单牵引拉杆，牵引拉杆位于转向架中部，传递牵引力和制动力。 4.驱动装置：每个动力转向架有两个牵引电机 图4-22 CRH1电动车组动力转向架

图4-23 CRH1电动车组非动力转向架 图4-24 CRH1轴箱悬挂装置 1-转臂；2-轴箱；3-底部压板；4-一系垂向减振器；5-止挡管；6-凸台； 7-弹簧套；8-螺旋弹簧；9-锥形套；10-橡胶套；11-锥形销 5.基础制动装置动力转向架采用轮盘制动；非动力转向架采用轴盘制动，每个车轴三个盘单元。 6.轨道排障器在电动车组的前后两个头车的端部转向架上安装轨道排障 器。

(二）力的传递 （一）、垂向力 车体→空气弹簧→构架侧梁→轴箱弹簧→轴箱→车轮→钢轨 （二）、横向力 车轮→车轴→轴箱→轴箱弹簧→构架侧梁→空气弹簧→车体→构架横梁→横梁连接梁→横向侧挡→车体侧挡→车体 （三）、纵向力（牵引、制动、纵向冲击） 车轮→车轴→轴箱→轴箱拉杆→构架侧梁→构架横梁→牵引拉杆→中央牵引拉杆座→车体→车钩 二、CRH2转向架的组成及力的传递 （一）、CRH2电动车组转向架构成 CRH2非动力转向架构如图4-25所示。 （二）、CRH2电动车组转向架构成特点 1.构架：采用无摇枕H形焊接构架，轻量化设计。 2.轴箱悬挂装置：采用轴箱顶簧悬挂、转臂式轴箱定位装置，垂向油压减振器。轴箱顶簧采用外簧和内簧构成的双卷钢弹簧。如图4-26所示。 3.中央悬挂装置无摇枕；采用空气弹簧装置；在构架和车体之间安装垂向、横向和抗蛇行液压减振器；转向架构架上安装横向限位橡胶止档；在车体和转向架之间安装单牵引拉杆，传递牵引力和制动力。 4.驱动装置每个动力转向架有两个牵引电机 5.基础制动装置 CRH2电动车组动力转向架采用轮盘制动，轮盘制动和轴盘制动。 CRH2转向架采用液压制动缸，并设置踏面清扫器。 6.轨道排障器在电动车组的前后两个头车的端部转向架上安装轨道排障器。 图4-25 CRH2电动车组非动力转向架

转向架的受力分析

转向架的受力分析 摘要：铁路运输的发展极大的促进了国民经济的进步。随着改革开放与经济的发展，铁路的高速化已经势在必行。截止2007年4月18日零时起，全国铁路实施了六次大提速。伴随着列车运行速度的提高，车辆各部件的振动问题也开始显露，特别是转向架垂向振动尤为突出。旅客长期乘坐在不断振动的车厢中会感到疲劳。剧烈的振动会使车辆运行品质下降，导致某些部件频繁发生故障，危及行车安全。本文运用车辆动力学理论与方法，建立了传统车辆垂向振动模型和车辆—轨道耦合集总参数垂向振动模型。将轴箱弹簧的应力变化结合疲劳分析理论对轴箱弹簧的疲劳寿命和达到疲劳寿命时车辆的运行里程进行了评估和判断。 关键词: 车辆振动，动力学分析，动力学模型 1 绪论 1.1本课题目的和意义 自1997年以来，我国铁路进行了全面提速，取得了很好的经济效益和社会效益。今天对铁路机车车辆的高速化、安全性、可靠性和舒适性提出了更高的要求。高速列车的转向架作为高速列车的关键部件之一，直接影响铁路高速化的实现，影响列车安全性、可靠性和舒适性的提高。因此，对高速列车转向架的研究和开发是我们必须尽快解决的一个课题。 在研制开发高速转向架的过程中，首先需要确定其基本的设计方案，并在此基础上合理选择其悬挂参数和结构参数，使其在线路上运行时具有平稳的运行特性和良好的动力学性能，从而提高运行安全性，延长零部件的使用寿命，减小维修工程量，缩减维修费用。 机车车辆动力学是一门与铁路机车车辆同步成长的学科，是研究机车车辆运动规律的科学，其主要任务就是通过分析机车车辆和线路之间的相互作用，研究机车车辆在各种速度时不同线路条件下的振动规律。在机车车辆动力学理论的指导下，以保证运行安全和舒适平稳为目标，可以指导我们对现有机车车辆的相关结构进行改进，并指导我们研究新的机车车辆，主要包括确定机车车辆在线路上安全运行的条件，研究车辆悬挂装

《机械系统动力学仿真分析软件》

| 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类： 软件/行业软件 发布者： Coolload 发布时间： 2005-12-18 20:22 最新更新时间： 2005-12-19 07:04 浏览次数： 14548 实用链接： 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表，安装eMule后，您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB

件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称：机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称：MSC.ADAMS.2005.R2 版本：R2 发行时间：2005年12月15日 制作发行：美国MSC公司 地区：美国 语言：英语 简介： [通过安全测试] 杀毒软件：Symantec AntiVirus 版本： 9.0.0.338 病毒库：2005-12-16 共享时间：10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器：Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有，如果你喜欢，请购买正版软件

车辆系统动力学仿真大作业(带程序)

Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院 专业：机械工程及自动化 姓名： 指导教师：

The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:

According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b

转向架的动力学特性

Daisha 转向架的动力学特性 东京大学生产技术研究所副教授须田义大 1.前言 作为轨道交通系统的铁道，近年来以我国和欧洲为中心，从高速性、可靠性和节能等观点来说，完成了下一代交通系统的发展。法国国铁的新干线TGV运行速度打破500km/h这一最新消息是其中代表性的事件。另一方面，大深度地下开发、有效利用大都市内有限空间的交通系统也高度引人注目。 另外，激活原有系统也是一个重大的课题。更进一步，考虑到今后的社会形势，可以说减少轨道维护也是左右铁道能否继续存在下去的课题。因而，铁道作为一个系统，还应该做到车辆与轨道的协调。这样考虑的话，就可以看到新的目标：（1）超过500km/h的超高速稳定性，（2）提高通过半径小于50m的急弯道的性能，（3）300km/h左右的高速性与通过小半径曲线性能的并存，（4）与轨道的协调。 相对于这种铁道系统的新进展，作为运行装置的转向架是解决问题的一个关键。但所要改进的不仅仅是转向架的结构学，改进转向架的运动特性即动力学特性尤为重要。 因此，在此我想以“转向架的动力学特性”为题，谈谈有关转向架的动态特性。 最近最受注目的有关转向架的话题，有无枕梁转向架、操纵转向架以及偏摆减振器的实用化等。虽然其背景自然是与转向架的动力学特性的改进有关，但我想人们自然也会关心它呈什么样的结构、具有什么样的效果这类结构学方面的问题。因此，在此文中，将进一步把焦点集中到动力学特性即转向架的运动特性上来。因而，本文将不谈及最近各种提案的新的转向架，重点阐述以前转向架动力学特性的思考方法。 要了解动力学特性，我想首先说明 转向架的运动本身、它有怎样的运动方 式。然后，从三个不同的视点来剖析其动力学特性。即，对有关动力学特性的实际的问题、作为物理现象的动力学特性以及转向架的动态现象的看法。 2.转向架的运动 在考虑转向架、车体、甚至是一般被称为载体的汽车、船舶、飞机等的运动时，需要讨论下述六种运动方式。即，上下·左右·前后方向，以及它们所拥有的轴的旋转运动：偏摆、纵向运动和横摇（图-1）。 如果只限于轮轴的运动，一般不考虑其中的前后、纵向运动和横摇。因为它本身就是受制于轨道的旋转运动。因而，在探讨轮轴的运动时，主要以考虑了平面运动的左右和偏摆、或是上下方向运动为对象。 对于转向架主体即转向架构架以及车体，一般多从下述三种组合来探讨：与轮轴一样的左右和偏摆、再加上横摇的运动；上下和纵向运动；前后运动。横摇运动多与左右运动联动，与偏摆一起被称为左右运动的解析问题，与摆动特性、操纵特性及乘坐舒适度特性等重要问题密不可分。 图-1 转向架的运动 转向架的结构要求在该动的方向能够自由运动，在不该动的方向应受到限制。即，除了轮轴的转动不受约束外，转向架在其它方向的运动基本上都要受到限制。最成问题的是偏摆运动。在直线运行时不需要偏摆，而在弯道运行时需要。它与上下振动等根本的不同在于，上下振动只要把防振放在心上就行了，而它则必须得下工夫满足两个截然相反的条件。 3.与动力学特性密切相关的实际问题 转向架的基本功能有三：支承车体、导向和驱动。可是，不仅仅是这些，它与下面

车辆动力学仿真

车辆动力学仿真 课程编码：202060 课程英文译名：Dynamics Simulation of Vehicle System 课程类别：专业课 开课对象：车辆工程专业开课学期：第7学期 学分：2.5学分；总学时： 40学时；理论课学时：32学时；上机学时： 8学时 先修课程：理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、机械振动 教材：车辆动力学模拟及其方法，威鲁麦特（德），北京理工大学出版社, 1998.5 ，第1版 参考书：【1】汽车系统动力学，张洪欣，同济大学出版社, 1996 ，第1版【2】汽车系统动力学及仿真，雷雨成，国防工业出版社, 1997 ，第1版一、课程的性质、目的和任务 《车辆系统动力学仿真》是车辆工程专业理论性较强的专业课。本课程的目的是，使学生初步学会汽车动力学分析方法，能够解决工程实际问题，以便增强其研究和解决车辆动力学问题的能力。本课程的任务，是以数学力学模型为基础，结合虚拟样机仿真技术，讲授汽车的垂直动力学、横向动力学、纵向动力学，为继续学习和掌握汽车新科技创造条件。 二、课程的基本要求 对汽车动力学有一定的了解，掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，掌握汽车多体动力学仿真的方法。具体要求为： 1.对汽车动力学仿真的基本概念和基本分析方法有明确的认识； 2.掌握单自由度系统的振动系统，自由振动、强迫振动的微分方程的建立方法； 3.掌握多自由度系统的振动系统的微分方程，初步掌握多自由度系统振动的模态分析方法； 4.了解随机振动的一些基本概念，掌握路面不平度功率谱密度的概念及其计算方法； 5.掌握汽车垂直动力学模型的建立方法，以及路面激励对汽车振动的影响； 6.掌握汽车弹簧、减震器、橡胶金属部件、轮胎等部件垂向动力学的特性； 7.掌握汽车纵向动力学微分方程，掌握滚动阻力、爬坡阻力、加速阻力的计算方法； 8.掌握驱动附着率、制动附着率对行驶极限的影响； 9.掌握汽车横向动力学的微分方程建立方法，及其横向动力学微分方程的特性； 10.掌握汽车操作稳定性的概念及其影响汽车操作稳定性的因素； 11.掌握轮胎的真实特性，初步掌握轮胎动力学的初步概念。

动车组转向架毕业总结资料

动 车 组 转 向 架 系别：机车车辆学院 班级: 动车11A1 学号: 姓名：

高速铁路是世界铁路的一项重大技术成就，它集中反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、高速运行控制、高速运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现一个国家科技和工业水平。高速列车在全世界各地的疾速奔驰，现代城轨车辆的飞速发展，无一不与转向架技术的进步发展息息相关。可以毫不夸张地说，转向架技术是“靠轮轨接触驱动运行的现代机车车辆”得以生存发展的核心技术之一。 转向架是机车车辆最重要的组成部件之一，其结构是否合理直接影响机车车辆的运行品质、动力性能和行车安全。通过三年对专业课的认真学习，我对这一部分有深入的了解，下面就对其进行简单的介绍。 一、转向架的任务 （1）承载。承受车架以上各部分的重量（包括车体、车架、动力装置和辅助装置等），并使轴重均匀分配。 （2）牵引（动力转向架）。保证必要的轮轨黏着，并把轮轨接触处产生的轮周牵引力传递给车架、车钩，牵引列车前进。 （3）缓冲。缓和线路不平顺对车辆的冲击，保证车辆具有良好的运行平稳性和稳定性。 （4）导向。保证车辆顺利通过曲线。 （5）制动。产生必要的制动力，以使车辆在规定的距离内减速或停车。 二、动车组转向架的组成 （1）构架（2）轮对轴箱装置（3）牵引装置（4）基础制动装置（5）二系悬挂装置（6）牵引电机（7）驱动装置组成（8）动车转向架（9）拖车转向架 三、各种力的传递关系 （1）垂向力 车体、空气弹簧、构架侧梁、轴箱弹簧、轴箱、车轴、车轮、钢轨（2）横向力 车轮、车轴、轴箱、轴箱弹簧、构架侧梁、空气弹簧、车体、构架横梁、横梁连接梁、横向侧挡、车体侧挡、车体 （3）纵向力（牵引、制动、纵向冲击）车轮、车轴、轴箱、轴箱拉杆、构架侧梁、构架横梁、牵引拉杆、中央牵引拉杆座、车体、车钩四、转向架的结构 （1）构架（2）轮对（3）轴箱（4）一系悬挂（5）二系悬挂（6）驱动装置（体悬式、架悬式）（7）基础制动装置（8）牵引装置（9）附件——传感器、撒砂装置、空气管路等 在我们学习期间我们主要针对CRH2型车进行重点学习，下面我针对CRH2型等动车组进行介绍。

汽车空气动力学仿真

汽车空气动力学仿真
Vehicle Aerodynamics Simulation
张扬军
Zhang Yang-Jun
清华大学汽车工程系应用空气动力学组 汽车安全与节能国家重点实验室
Applied Aerodynamics Group, Dept of Auto Eng., Tsinghua Univ. State Key Lab of Automotive Safety and Energy

Vehicle Aerodynamics Simulation
汽车空气动力学仿真
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汽车空气动力学概述 汽车空气动力学仿真特点 汽车空气动力学仿真难点 汽车空气动力学仿真平台 仿真平台(VASS)应用 总结与展望
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Introduction to Road Vehicle Aerodynamics Some Salient Features of Road Vehicle Flow Simulation Main Difficulties of Road Vehicle Flow Simulation Vehicle Aerodynamics Simulation System (VASS) VASS Applications Conclusions and Open Features

1 汽车空气动力学概述
1.1 空气动力学对汽车性能的影响 1.2 汽车空气动力学性能 1.3 汽车空气动力学特点 1.4 空气动力学研究方法
Introduction to Vehicle Aerodynamics
1.1 1.2 1.3 1.4
Vehicle Attributes Affected by Aerodynamics Vehicle Aerodynamics Characteristics Peculiarities of Road Vehicle Aerodynamics Methods for Vehicle Aerodynamic

汽车动力学仿真模型的发展

!汽车动力学发展历史简介 汽车动力学是伴随着汽车的出现而发展起来的 一门专业学科。人们很早就认识到“$%&’()*+”转向和应用弹性悬架可使乘客感到更加舒适等基本原 理［,］，但那只是一种感性的认识。在各国学者的不懈 努力下，这门学科逐渐发展成熟。-’.’/在,00#年1)’%23举行的题为“车辆平顺性和操纵稳定性”的会议上发表的论文，对,00"年以前汽车动力学的发 展做了较为全面的总结［ !］，见表,。近年来汽车动力学又有了进一步发展，大量的高水平学术论文和经典的汽车动力学专著相继被发表，而且开发出许多专为汽车动力学研究建立模型的软件，如美国密西根大学开发的$456%*(、$45678)等商业软件。汽车是一复杂的连续体系统，要想对其进行动力特性的预测和优化需建立经合理简化的抽象汽车模型，以达到缩短产品开发周期、保证整车性能指标和降低产品成本的目的。 "汽车动力学模型的发展 汽车动力学从严格意义上来讲包括对一切与车 辆系统相关运动的研究，然而最为核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域，一般认为平顺性主要研究影响车身的垂向跳跃、俯仰、侧倾振动的因素，而操纵稳定性主要研究车辆的横向、横摆和侧倾运动。建模时一般假设平顺性和操纵稳定性之间无偶合关系。 "#!汽车平顺性模型 在汽车平顺性的早期研究阶段，限于当时数学、 力学理论、计算手段及试验方法，把系统简化成集中质量—弹簧—阻尼模型，如图,所示。 图,整车集中质量—弹簧—阻尼模型 此类模型一般先以函数的形式给出其动能!和势能"以及表达系统阻尼性质的物理量耗散能 !的表达式： 【摘要】汽车动力学包括对一切与车辆系统相关运动的研究，其最核心的是平顺性和操纵稳定性这两大领域。在简要说明了汽车动力学发展过程的基础上介绍了平顺性和操纵稳定性两大领域的模型发展过程。平顺性模型主要经过集中质量—弹簧—阻尼模型、有限元模型和动态子结构模型阶段；而操纵稳定性模型从低自由度线性模型、非线性多自由度模型发展到多体模型。最后提出了汽车动力学仿真模型的发展动向。 主题词：汽车动力学模型发展 中图分类号：9:;,<,文献标识码：$ 文章编号：,"""=#>"#（!""#）"!=""",=": $%&%’()*%+,(-.%/01’%$2+3*0140*5’3,0(+6(7%’ ?2*+.@’8A?2*+.B8+.2*8AC48D*8/8+AB8*D6+.E’8 （B8/8+9+8F’(785G ） 【89:,;31,】H’28%/’IG+*)8%7754I8’7*//)6F’)’+57(’/’F*+556F’28%/’7G75’)*+I 857%6(’8752’5J6E8’/I76E (8I’K *L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G<1+52’M*M’(AI’F’/6M8+.M(6%’776E )6I’/76E F’28%/’(8I’*L8/85G *+I 2*+I/8+.75*L8/85G *(’8+K 5(6I4%’I *E5’(I’F’/6M)’+5%64(7’6E F’28%/’IG+*)8%78778)M/G 8+5(6I4%’I

弹簧阻尼系统动力学模型adams仿真设计

震源车系统动力学模型分析报告 一、项目要求 1）独立完成1个应用Adams 软件进行机械系统静力、运动、动力学分析问题，并完成一份分析报告。分析报告中要对所计算的问题和建模过程做简要分析，以图表形式分析计算结果。 2）上交分析报告和Adams 的命令文件，命令文件要求清楚、简洁。 1K 1 C 2K 2C 3 C 3 K 3 M 1 M 2M 二、建立模型 1）启动admas ，新建模型，设置工作环境。 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting ）下拉菜单中的工作网格（Working Grid ）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ，间距（Spacing ）中的X 和Y 都设置成50mm 。然后点击“OK ”确定。如图2-1所表示。 图 2-1 设置工作网格对话框

2）在ADAMS/View零件库中选择矩形图标，参数选择为“on Ground”，长度（Length）选择40cm高度Height为1.0cm，宽度Depth为30.0cm，建立系统的平台，如图2-2所示。以同样的方法，选择参数“New Part”建立part-2、part-3、part-4，得到图形如2-3所示， 图 2-2 图 2-3创建模型平台 3）施加弹簧拉力阻尼器，选择图标，根据需要输入弹簧的刚度系数K和粘滞阻尼系数C，选择弹簧作用的两个构件即可，施加后的结果如图2-4 图 2-4 创建弹簧阻尼器 4）添加约束，选择棱柱副图标，根据需要选择要添加约束的构件，添加约束后的模型如2-5所示。

车辆动力学相关的软件及特点

SIMPACK车辆动力学习仿真系统 SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。 SIMPACK是机械系统运动学/动力学仿真分析软件。SIMPACK软件可以分析如：系统振动特性、受力、加速度，描述并预测复杂多体系统的运动学/动力学性能等。 SIMPACK的基本原理就是通过搭建CAD风格的模型（包括铰、力元素等）来建立机械系统的动力学方程，并通过先进的解算器来获取系统的动力学响应。 SIMPACK软件可以用来仿真任何虚拟的机械/机电系统，从仅仅只有几个自由度的简单系统到诸如一个庞大的火车。SIMPACK软件可以应用在我们产品设计、研发或优化的任何阶段。 SIMPACK软件独具有的全代码输出功能可以将我们的模型输出成Fortran或C代码，从而可以实现与任意仿真软件的联合。 车辆动力学仿真carsim CarSim是专门针对车辆动力学的仿真软件，CarSim模型在计算机上运行的速度比实时快3-6倍，可以仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，主要用来预测和仿真汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性，同时被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。CarSim可以方便灵活的定义试验环境和试验过程，详细的定义整车各系统的特性参数和特性文件。 CarSim软件的主要功能如下: 适用于以下车型的建模仿真:轿车、轻型货车、轻型多用途运输车及SUV; 可分析车辆的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、制动性及平顺性; 可以通过软件如MATLAB，Excel等进行绘图和分析; 可以图形曲线及三维动画形式观察仿真的结果;包括图形化数据管理界面，车辆模型求解器，绘图工具，三维动画回放工具，功率谱分析模块;程序稳定可靠;

系统动力学模型

第10章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1节系统动力学概述 1.1 概念 系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算

机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTER）提出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1）人才培养

11 关于转向架的振动性能分析 李老师

东 北 大 学 研 究 生 考 试 试 卷 考试科目： 机械振动理论及工程应用 课程编号： 阅 卷 人： 考试日期： 姓 名： 学 号： 注 意 事 项 1．考 前 研 究 生 将 上 述 项 目 填 写 清 楚 2．字 迹 要 清 楚，保 持 卷 面 清 洁 3．交 卷 时 请 将 本 试 卷 和 题 签 一 起 上 交 东北大学研究生院 评分

关于转向架的振动性能分析 摘要：铁路运输的发展极大的促进了国民经济的进步。随着改革开放与经济的发展，铁路的高速化已经势在必行。截止 2007 年 4 月 18 日零时起，全国铁路实施了六次大提速。伴随着列车运行速度的提高，车辆各部件的振动问题也开始显露，特别是转向架垂向振动尤为突出。旅客长期乘坐在不断振动的车厢中会感到疲劳。剧烈的振动会使车辆运行品质下降，导致某些部件频繁发生故障，危及行车安全。本文运用车辆动力学理论与方法，建立了传统车辆垂向振动模型和车辆—轨道耦合集总参数垂向振动模型。将轴箱弹簧的应力变化结合疲劳分析理论对轴箱弹簧的疲劳寿命和达到疲劳寿命时车辆的运行里程进行了评估和判断。 关键词: 车辆振动，动力学分析，动力学模型 1 引言 铁路是我国主要运输方式，在国民经济中起着非常重要的作用。铁路的客运量占据了我国客运总量的很大一部分，是国民经济发展的先导。近年来，我国国民经济发展十分迅速，对铁路运输提出了更高的要求。从1997年4月1日，我国铁路开始了大面积提速，截止2001年10月21日我国铁路实行了四次提速。这四次大提速在大幅度增加我国铁路提速线路资源的同时，也相应提高了列车运行的最高速度，其中快速列车最高运行速度达到了每小时160公里，非提速区段快速列车最高速度达到了每小时120公里。2004年4月18日零时起，全国铁路实施第五次大面积提速，并实行新的列车运行图。全路开行了19对直达特快列车。2007年4月18日零时起，全国铁路实施了第六次大提速，运营时速200km及200km以上的动车组投入使用。 伴随着列车运行速度的提高，车辆各部件的振动问题也开始显露，特别是转向架垂向振动尤为突出。旅客长期乘坐在不断振动的车厢中会感到疲劳。剧烈的振动会使车辆运行品质下降，导致某些部件频繁发生故障，危及行车安全。 铁道车辆一般有一个装载旅客或货物的质量较大的车体和两台起承载、走行、导向等作用的转向架。车体与转向架构架之间或转向架构架与轮对之间设有弹性较大的悬挂装置。悬挂装置在车体与转向架构架、转向架构架与轮对之间形成弹性约束。车体、转

汽车动力学特性仿真分析与ADAMS软件

汽车动力学特性仿真分析与ＡＤＡＭＳ软件 封飚 内容提要：文章讨论了多体动力学的概念、方法在汽车设计领域中的应用，阐明了ＡＤＡＭＳ软件的理论基础和计算、求解方法及其应用于整车系统动力学特性仿真模型建立、分析优化的关键步骤和原则。 关键词：汽车设计，多体动力学，仿真分析，ＡＤＡＭＳ软件 ２０世纪８０年代以来，汽车作为极其重要的工业产品，在交通运输领域和人民日常生活中的地位日益突出。国内、国际汽车市场的竞争变得空前激烈，用户对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性、乘坐舒适性的要求越来越高。然而，汽车本身是一个复杂的多体系统集合，外界载荷的作用更加复杂、多变，人、车、环境三位一体的相互作用，致使汽车动力学模型的建立、分析、求解始终是一个难题。基于以往的解决方法，需经过多轮样车试制，反复的道路模拟试验和整车性能试验，不仅花费大量的人力、物力，延长设计周期，而且有些试验因其危险性而难以进行。广大设计人员迫切希望找到一 种能在图纸设计阶段全面、准确地预测车辆动力学性能，并可对其性能进行优化分析的办法。ＡＤＡＭＳ软件采用科所研究的问题囊括了宏观世界机械运动的主要问题。刚体系统与柔体系统的主要不同在于柔性部件的变形不可忽略，其逆运动是不确定的。柔体系统是一个时变、高度耦合、高度非线性的复杂系统。目前，比较系 统的研究方法有：牛顿—欧拉法、拉格朗日方程法、图论方法、凯恩方法、变分方法等。１．２　汽车多体动力学应用 多体动力学应用于汽车设计，并借以计算机仿真实现，是一项前沿技术。随着其理论研究的逐步深入，计算方法的日渐成熟以及计算机技术的迅猛发展，这门科学开始走向实用。我国目前有很多汽车制造厂家、科研 单位已经引进使用和开发了多体系统计算机仿真软件， 使我们在处理车辆复杂动态特性分析方面产生了质的飞 跃。 过去的许多情况下，不得不把计算模型简化（如单 自由度、双自由度模型），以便使用古典力学方法人工求解，对于汽车振动系统中大多数非线性原件（如轮胎、变刚度悬架、橡胶衬套等）也只能采用简易算法进行局部线性模拟，从而导致车辆的许多重要特性无法得到较精确的定量分析。现在，理论方法与计算手段的突破，使我们可以坐在办公室里研究开发“虚拟汽车”，建立“虚拟试验场”，在计算机上预测汽车的动力学性能。力学模型由线性模型发展到非线性模型，模型的自由度由 两自由度发展到数十个甚至数百个自由度。模拟计算由 稳态响应特性模拟发展到瞬态响应特性和转弯制动模拟 研究。 由车辆环境构成的开环控制系统也被具有驾驶员 13 2001-3综 述 虚拟样机模拟技术，提供了上述问题的解决方案，可以 用于指导和修正设计，按照并行工程的概念组织产品设 计到生产，从而在真正意义上实现优化的整车系统设计。１　多体动力学在汽车设计中的应用 １．１　多体动力学概述 多体动力学，包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学，是研究多体系统（由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。其中，多柔体动力学是多刚体动力学、分析力学、连续介质力学、结构动力学多学科交叉的结晶，也是航天工业、汽车工业，机器人制造业向高性能、高精度发展的必然。 这门边缘性学

汽车2自由度和7自由度动力学建模仿真#精选.

1 路面模型的建立 在分析主动悬架控制过程时，路面输入是一个不可忽略的重要因素，本文利用白噪声信号为路面输入激励， )(2)(2)(0 00t w U G t x f t x g g ππ+-=? 其中，0f 为下截止频率，Hz ；G 0为路面不平度系数，m 3/cycle ；U 0为前进车速，m/sec ；w 为均值为零的随机输入单位白噪声。上式表明，路面位移可以表示为一随机滤波白噪声信号。这种表示方式来源于试验所测得的路面不平度功率谱密度（PSD ）曲线的形状。我们可以将路面输入以状态方程的形式加到模型中： ???? ?=+=? X C Y W F X A X road road road road road 1,2,2,000==-==road road road g road C U G B f A x X ππ；D=0；考虑路面为普通路面，路面不平系数G 0=5e-6m 3/cycle ；车速U 0=20m/s ；建模中，路面随机白噪声可以用随机数产生（Random Number ）或者有限带宽白噪声（Band-Limited White Noise ）来生成。本文运用带宽白噪声生成，运用MATLAB/simulink 建立仿真模型如下： 图1 路面模型 2 汽车2自由度系统建模 图2 汽车2自由度系统模型

根据图2所示，汽车2自由度系统模型，首先建立运动微分方程： ()()()()()b b s b w s b w w w t w g s b w s b w m x K x x C x x m x K x x K x x C x x =----???=--+-+-?? 整理得： ?????? ?+--+-+-+-=-+-+-+-=g w t b w t s b w s b w s b w s w b b s b b s w b s b s b x m K x m K K x m K x m C x m C x x m K x m K x m C xb m C x 式中：s C 为悬架阻尼，s K 为悬架刚度，t K 为轮胎刚度，b m 为车身质量，w m 为 车轮质量，b b b x x x 、、分别为车身位移、速度、加速度，w w w x x x 、、分别为车轮位移、速度、加速度，g x 为路面输入。 选取状态变量和输入向量为： []w b w b x x x x X = g x U = 则可将系统运动方程及路面激励写成状态空间矩阵形式，即： BU AX X += 其中，A 为状态矩阵，B 为输入矩阵，其值如下： ?????? ?? ? ?????????---- -=00 1 0001w s s w s w s w s b s b s b s b s m K K m K m C m C m K m K m C m C A ???? ??????????=000w t m K B 将车身加速度、轮胎动变形、悬架动行程作为性能指标，即： T w b g w b x x x x x Y ][--= 将性能指标项写为状态变量以及输入信号的线性组合形式，即： DU CX Y += 其中：

转向架动力学

摘要 铁路运输在运输市场中起着举足轻重的作用，为我国国民经济的发展起了很大的作用。世界各国铁路朝着高速、重载的方向发展。使诸多新结构、新材料、新工艺在铁路运输装备的设计与制造中得到了广泛的应用和发展。 对于内侧轴箱式转向架的研究主要是分析其结构特点和运行机理。再次就是根据内侧轴向式转向架的基本参数应用simpack动力学仿真软件，建立内侧轴向式转向架的动力学模型动力学分析模型,并对模型的各个组成部分进行了受力分析,建立相应的运动微分方程。其次根据建立的内侧轴箱式转向架动力学模型,对转向架的悬挂参数进行优化计算分析,得到了一组较佳的悬挂参数匹配值。最后,根据优化后得到的悬挂参数,对内侧轴箱式转向架的动力学性能进行分析和预测,并通过对内侧轴箱式转向架与传统转向架的动力学性能进行对比分析,说明内侧轴箱式转向架的优点和不足。 关键词:内侧轴箱式转向架; 低磨耗; 结构分析; 动力学仿真 Abstract Summary of rail transport plays an important role in the transportation market, played a large role in the development of our national economy. Railway development towards the high-speed and heavy all over the world. Make lots of new structures, new materials and new techniques in railway transport equipment in the design and manufacture of a wide range of applications and development. Inner axlebox type bogies of the study is to analyze its structure and operation mechanism. Again according to the medial axis is applied to the basic parameters of the bogie simpack dynamics simulation software, establish medial longitudinal bogie dynamic model dynamic analysis model and stress analysis of the various components of the model