軌道車輛模塊-ADAMS

1、2022-3-201軌道列車仿真系統(tǒng)案例牽引制動系統(tǒng)性能的問題牽引制動系統(tǒng)性能的問題 v機車車輛的牽引制動性能是關系到車輛運行安全與否的一個機車車輛的牽引制動性能是關系到車輛運行安全與否的一個重要因素。機車車輛的牽引制動系統(tǒng)的牽引制動性能除了要重要因素。機車車輛的牽引制動系統(tǒng)的牽引制動性能除了要考慮牽引電機、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)之外，還要考慮輪軌接考慮牽引電機、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)之外，還要考慮輪軌接觸的影響。通過觸的影響。通過MSC.ADAMS/RailMSC.ADAMS/Rail可以對機車車輛的牽引制動可以對機車車輛的牽引制動性能進行精確的仿真。利用性能進行精確的仿真。利用ADAMS/Rail

2、ADAMS/Rail的模板建模方式可以的模板建模方式可以很方便的建立牽引制動系統(tǒng)的模板，然后建立牽引制動子系很方便的建立牽引制動系統(tǒng)的模板，然后建立牽引制動子系統(tǒng)，再與轉向架和車體等其它子系統(tǒng)組裝成整車模型。在統(tǒng)，再與轉向架和車體等其它子系統(tǒng)組裝成整車模型。在ADAMS/RailADAMS/Rail中可以定義輪軌之間非線性的摩擦特性，隨著蠕中可以定義輪軌之間非線性的摩擦特性，隨著蠕滑率的變化而變化的摩擦系數(shù)是進行牽引或制動性能分析至滑率的變化而變化的摩擦系數(shù)是進行牽引或制動性能分析至關重要的特性。同時，還可以定義隨著軌道長度方向變化的關重要的特性。同時，還可以定義隨著軌道長度方向變化的摩擦系數(shù)

3、，這樣可以分析鋼軌表面干燥摩擦系數(shù)，這樣可以分析鋼軌表面干燥/ /潮濕的影響。潮濕的影響。 實例實例1 vVoithVoith Turbo Turbo是德國鐵道車輛傳動系統(tǒng)的一級是德國鐵道車輛傳動系統(tǒng)的一級供應商，主要開發(fā)、制造并組裝機械、液壓供應商，主要開發(fā)、制造并組裝機械、液壓及電動系統(tǒng)。他們提供鐵道動車的驅動系統(tǒng)，及電動系統(tǒng)。他們提供鐵道動車的驅動系統(tǒng)，可使機械系統(tǒng)運轉更有效，使車輛運營速度可使機械系統(tǒng)運轉更有效，使車輛運營速度更高，更舒適，并節(jié)省能源，減少噪音。更高，更舒適，并節(jié)省能源，減少噪音。VoithVoith Turbo Turbo公司的分析部門需要研究驅動系公司的分析部門需要

4、研究驅動系統(tǒng)和動車系統(tǒng)之間在牽引或制動時的相互耦統(tǒng)和動車系統(tǒng)之間在牽引或制動時的相互耦合作用，如在牽引制動時的軸系的諧振問合作用，如在牽引制動時的軸系的諧振問題。題。vADAMS/RailADAMS/Rail、ADAMS/FlexADAMS/Flex、ADAMS/ExchangeADAMS/Exchange使得使得VoithVoith Turbo Turbo實現(xiàn)了在其產品開發(fā)流程內虛擬產品實現(xiàn)了在其產品開發(fā)流程內虛擬產品開發(fā)的技術。開發(fā)的技術。ADAMS/RailADAMS/Rail的模版建模方式使得的模版建模方式使得VoithVoith Turbo Turbo能夠將其建立的驅動系統(tǒng)模型與其他

5、能夠將其建立的驅動系統(tǒng)模型與其他的供應商提供的車輛模型（包括轉向架和車身子系的供應商提供的車輛模型（包括轉向架和車身子系統(tǒng)）聯(lián)合起來建立一個包含驅動系統(tǒng)的整車模型，統(tǒng)）聯(lián)合起來建立一個包含驅動系統(tǒng)的整車模型，非常容易測試配置不同驅動系統(tǒng)的車輛的動力學性非常容易測試配置不同驅動系統(tǒng)的車輛的動力學性能。其意義在于可以對驅動系統(tǒng)的諧振和穩(wěn)定性進能。其意義在于可以對驅動系統(tǒng)的諧振和穩(wěn)定性進行研究，并進行優(yōu)化，以使驅動系統(tǒng)的懸掛裝置所行研究，并進行優(yōu)化，以使驅動系統(tǒng)的懸掛裝置所受的沖擊加速度不超過許可的范圍。受的沖擊加速度不超過許可的范圍。v上圖所示為考慮傳動系統(tǒng)的整車模型在通過上圖所示為考慮傳動系統(tǒng)的

6、整車模型在通過濕滑軌面啟動時牽引電機的輸出扭矩隨著仿濕滑軌面啟動時牽引電機的輸出扭矩隨著仿真時間的變化過程，通過仿真發(fā)現(xiàn)了由于軌真時間的變化過程，通過仿真發(fā)現(xiàn)了由于軌面的濕滑而導致輸出扭矩的振動現(xiàn)象，這一面的濕滑而導致輸出扭矩的振動現(xiàn)象，這一現(xiàn)象是由于機車經(jīng)過濕滑軌面時產生了打滑現(xiàn)象是由于機車經(jīng)過濕滑軌面時產生了打滑現(xiàn)象，引起了傳動系統(tǒng)的扭振，所以電機的現(xiàn)象，引起了傳動系統(tǒng)的扭振，所以電機的輸出扭矩出現(xiàn)了上下的波動。輸出扭矩出現(xiàn)了上下的波動。電機的懸掛裝置的機車在與其它車輛或固定物發(fā)生碰撞v上面三個圖所示為考慮電機的懸掛裝置的機車在與上面三個圖所示為考慮電機的懸掛裝置的機車在與其它車輛或固定物

7、發(fā)生碰撞時電機的懸掛裝置的振其它車輛或固定物發(fā)生碰撞時電機的懸掛裝置的振動沖擊情況的虛擬試驗過程，目的是研究由于碰撞動沖擊情況的虛擬試驗過程，目的是研究由于碰撞沖擊引起的發(fā)動機懸掛裝置的最大加速度。在該模沖擊引起的發(fā)動機懸掛裝置的最大加速度。在該模型中牽引電機體懸，懸掛部件通過型中牽引電機體懸，懸掛部件通過ADAMS/FlexADAMS/Flex將有將有限元的模態(tài)分析結果讀入限元的模態(tài)分析結果讀入ADAMS/RailADAMS/Rail，從而可以考，從而可以考慮懸掛結構柔性的影響，使仿真結果更接近實際情慮懸掛結構柔性的影響，使仿真結果更接近實際情況。況。實例實例2 一臺電力機車可以看作是包含電

8、力系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和一臺電力機車可以看作是包含電力系統(tǒng)、機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的復雜系統(tǒng)。為開發(fā)一個新的車型，需要各方面?？刂葡到y(tǒng)的復雜系統(tǒng)。為開發(fā)一個新的車型，需要各方面專家團隊共同合作。電能需要轉化為機械能，電力驅動系統(tǒng)需家團隊共同合作。電能需要轉化為機械能，電力驅動系統(tǒng)需要滿足機械部分空間的要求，這一部分被稱作傳動系，包括：要滿足機械部分空間的要求，這一部分被稱作傳動系，包括：電機轉換器控制部分、異步電機、機械驅動系統(tǒng)（特指齒輪電機轉換器控制部分、異步電機、機械驅動系統(tǒng)（特指齒輪箱）、輪軌接觸等。龐巴迪運輸公司的蘇伊士分部負責開發(fā)箱）、輪軌接觸等。龐巴迪運輸公司的蘇伊士分部負責開發(fā)制造機車轉向

9、架驅動系統(tǒng)，在實踐中逐步認識到驅動系統(tǒng)是制造機車轉向架驅動系統(tǒng)，在實踐中逐步認識到驅動系統(tǒng)是一個整體，單純改變其中某一個部分而不考慮其他部分是不一個整體，單純改變其中某一個部分而不考慮其他部分是不行的。正因為如此，龐巴迪運輸公司的蘇伊士分部采用了將行的。正因為如此，龐巴迪運輸公司的蘇伊士分部采用了將各個仿真軟件的功能結合起來的方式，結果是使用不同的工各個仿真軟件的功能結合起來的方式，結果是使用不同的工具聯(lián)合仿真來綜合考慮整個系統(tǒng)的影響。因此，選擇了具聯(lián)合仿真來綜合考慮整個系統(tǒng)的影響。因此，選擇了ADAMS/RailADAMS/Rail與與MATLAB/SimulinkMATLAB/Simuli

10、nk的聯(lián)合仿真功能。的聯(lián)合仿真功能。v為了使分析過程標準化，在為了使分析過程標準化，在ADAMS/RailADAMS/Rail的建的建模模板中建立了一系列的轉向架及驅動系統(tǒng)模模板中建立了一系列的轉向架及驅動系統(tǒng)的模板，這樣可以方便的組裝成各種不同的的模板，這樣可以方便的組裝成各種不同的結構型式，其中包括：構架、軸箱、發(fā)動機結構型式，其中包括：構架、軸箱、發(fā)動機以及傳動系，分別按照剛性或柔性來考慮。以及傳動系，分別按照剛性或柔性來考慮。利用利用MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink建立控制系統(tǒng)的模型。建立控制系統(tǒng)的模型。通過這種方式，可以考慮轉向架及傳動系統(tǒng)通過這種方式，可

11、以考慮轉向架及傳動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的相互耦合作用，在滿足牽與控制系統(tǒng)之間的相互耦合作用，在滿足牽引性能前提下修改懸掛參數(shù)以優(yōu)化整個系統(tǒng)引性能前提下修改懸掛參數(shù)以優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能。采用這種方式，能夠在很短的時間的性能。采用這種方式，能夠在很短的時間內就完成多個工程項目的分析，滿足客戶的內就完成多個工程項目的分析，滿足客戶的要求要求。 v上圖所示為轉向架的某階振動模態(tài)，其中包含考慮上圖所示為轉向架的某階振動模態(tài)，其中包含考慮柔性的構架、電機、傳動系等。柔性的構架、電機、傳動系等。實例實例3 vTrenitalia是意大利鐵路運營商，UTMR (車輛技術部門)是Trenitalia組織的下屬部門

12、，要求在現(xiàn)有鐵路車輛上安裝一種防滑設備以便試驗，對這種防滑設備在各種典型的制動工況下的性能比較感興趣（類似于汽車上的ABS），并且進行了很多試驗得到了大量相關的試驗數(shù)據(jù)。 vUTMR與佛羅倫薩大學合作，利用ADAMS/Rail建立了包括這種防滑設備的轉向架的細化模型，該模型利用了ADAMS/Controls與MATLAB/simulink聯(lián)合仿真的功能，并采用了非線性的粘/滑特性曲線以精確模擬輪軌之間在制動時的接觸情況。結果表明：仿真的數(shù)據(jù)是精確的，并且再現(xiàn)了實際試驗中所表現(xiàn)的情況，即在制動過程中，由于施加了制動力矩，車輪會出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，車輪的切線速度小于所需要的速度（蘭色線）。當車輪的線速度

13、低于預先定義的臨界速度時，防滑設備開始工作，降低制動力矩，結果使車輪的線速度加大，再增加制動力矩以降低車速。利用此模型可以優(yōu)化防滑設備中有關的參數(shù)設置。 制動盤防滑控制策略(MATLAB/Simulink控制系統(tǒng)框圖)v仿真過程中開始制動時車列以及前后四個輪對上的速度隨時間變化曲線。走行穩(wěn)定性能和曲線、道岔通過性能的問題走行穩(wěn)定性能和曲線、道岔通過性能的問題 v隨著列車運行速度的不斷加快，對機車車輛的走行穩(wěn)定性和隨著列車運行速度的不斷加快，對機車車輛的走行穩(wěn)定性和曲線、道岔通過性能的要求也越來越高。機車車輛在鐵道線曲線、道岔通過性能的要求也越來越高。機車車輛在鐵道線路上運行，機車車輛是由若干零

14、部件所組成的復雜的動力學路上運行，機車車輛是由若干零部件所組成的復雜的動力學系統(tǒng)，具有慣性、彈性、阻尼等許多動力學特性，而鐵道線系統(tǒng)，具有慣性、彈性、阻尼等許多動力學特性，而鐵道線路上也存在各種不平順的因素，如垂向不平順、橫向不平順、路上也存在各種不平順的因素，如垂向不平順、橫向不平順、軌距不平順等等。因此需要分析機車車輛各種不同的懸掛參軌距不平順等等。因此需要分析機車車輛各種不同的懸掛參數(shù)以及車輪不同踏面形狀對走行穩(wěn)定性能的影響。通過數(shù)以及車輪不同踏面形狀對走行穩(wěn)定性能的影響。通過ADAMS/RailADAMS/Rail可以對車輛的走行穩(wěn)定性能和曲線通過性能進行可以對車輛的走行穩(wěn)定性能和曲線

15、通過性能進行分析。分析。ADAMS/RailADAMS/Rail中提供進行車輛穩(wěn)定性分析的專用工具，中提供進行車輛穩(wěn)定性分析的專用工具，你可以直接指定車輪踏面的等效錐度，即可以得到相應的臨你可以直接指定車輪踏面的等效錐度，即可以得到相應的臨界速度，如果你給定車輪踏面等效錐度的變化范圍，界速度，如果你給定車輪踏面等效錐度的變化范圍，ADAMS/RailADAMS/Rail還可以給出車輛的臨界速度與車輪踏面等效錐度還可以給出車輛的臨界速度與車輪踏面等效錐度的關系曲線，使用起來非常方便。同時利用的關系曲線，使用起來非常方便。同時利用ADAMS/RailADAMS/Rail中提中提供的動力學分析工具可

16、以定義各種不同的曲線、道岔線路以供的動力學分析工具可以定義各種不同的曲線、道岔線路以及輪軌接觸特性，分析車輛的曲線、道岔通過性能。及輪軌接觸特性，分析車輛的曲線、道岔通過性能。v車輛的臨界速度與車輪踏面等效錐度的關系曲線的例子 實例實例1 vSKODA HOLDING a.sSKODA HOLDING a.s. .是一家由是一家由SKODA PLZENSKODA PLZEN相關的產品生產相關的產品生產派生出來的新公司。派生出來的新公司。SKODA HOLDINGSKODA HOLDING主要的股東目前是主要的股東目前是SKODA SKODA a.sa.s., ., 它管理著它管理著SKODAS

17、KODA部分資產，公司凈資產大約為部分資產，公司凈資產大約為3535億億CZKCZK， SKODA HOLDING a.sSKODA HOLDING a.s. .及其子公司擁有及其子公司擁有73007300名雇員。名雇員。SkodaSkoda機車需要對不同的機車轉向架的設計型式進行評估。機車需要對不同的機車轉向架的設計型式進行評估。特別是，他們需要評估以不同的方式懸置電機及齒輪傳動箱特別是，他們需要評估以不同的方式懸置電機及齒輪傳動箱對機車穩(wěn)定性能及舒適性能的影響。對機車穩(wěn)定性能及舒適性能的影響。SKODA HOLDING a.sSKODA HOLDING a.s. .分分析了兩種不同的牽引電

18、機體懸掛方式的影響，一種是牽引電析了兩種不同的牽引電機體懸掛方式的影響，一種是牽引電機及傳動系統(tǒng)全部采用體懸的方式，另一種是牽引電機體懸，機及傳動系統(tǒng)全部采用體懸的方式，另一種是牽引電機體懸，而齒輪箱一邊懸置在車體上，另一邊懸置在構架上。而齒輪箱一邊懸置在車體上，另一邊懸置在構架上。使用使用ADAMS/RailADAMS/Rail建立了不同驅動系統(tǒng)不同懸掛方式轉向架的建立了不同驅動系統(tǒng)不同懸掛方式轉向架的細化模型并進行了各種工況下機車的穩(wěn)定性和舒適性的分析細化模型并進行了各種工況下機車的穩(wěn)定性和舒適性的分析計算，結果用于選擇最為經(jīng)濟有效的方案計算，結果用于選擇最為經(jīng)濟有效的方案。 vSkoda

19、的轉向架總裝圖 v車身上垂向加速度在不同的懸掛方式下隨時間的變化曲線。實例實例2 vTalgo車輛和設備公司經(jīng)過多年國際化的擴張已經(jīng)發(fā)展成為一個大的跨國公司，公司目前主要致力于開發(fā)滿足不同國家鐵道行業(yè)標準的Talgo產品和維修服務方面的技術革新，現(xiàn)在主要使用自己原有的技術進行車輛和鐵道設備的設計、制造和維護上，并且為滿足ISO 9000標準而努力。目前Talgo集團公司分布在西班牙、德國、美國和芬蘭，并在其它國家和地區(qū)建有廣泛的代表處和機構網(wǎng)絡。 v在Talgo公司，MSC.ADAMS/Rail作為VPD技術工具貫穿在所有的產品開發(fā)的各個設計階段。Talgo公司更為關心其產品的動力學性能，其制

20、造的產品是一種自適應的擺式車身的高速車輛，其中包含復雜的轉向架的設計（包括獨立輪對技術、轉向架上部的空氣彈簧懸掛等）。利用MSC.ADAMS/Rail，Talgo公司完成了四節(jié)車廂編組的完整車列模型的仿真，通過ADAMS的各種分析功能對整車的模態(tài)、振型、穩(wěn)定性、舒適性、脫軌安全性以及輪軌力的大小進行了分析。v在Talgo， 使用VPD技術的意義可以用客戶的話來說明，“仿真減少了設計的費用，是表明我們技術實力的核心工具，并能有效的保證我們產品的競爭力。使用這一工具，可以很方便的處理設計中的問題，如舒適性及脫軌安全性等。另外，仿真可以讓工程師和試驗人員完成一些根本無法做的試驗，或者可以更為更為經(jīng)濟

21、有效的虛擬試驗方式（這種方式無需更多的測試通道，相比傳統(tǒng)的試驗方式來說更方便也更經(jīng)濟） vTalgo公司的轉向架及擺式車身的實物照片 vADAMS/Rail中Talgo的車進行曲線通過分析的動畫，右側曲線圖為車身等通過曲線時擺動的角度隨時間變化的曲線。vTalgo機車在通過不平順的曲線軌道上時輪軌接觸力的變化情況 實例3 vALSTOM是歐洲一家鐵道行業(yè)的公司，年銷售額超過220億歐元，在全球70個國家設有分支機構和辦事處，雇員超過120,000。在鐵路行業(yè)產品供應商中，ALSTOM公司是僅次于龐巴迪的鐵路車輛制造商，提供鐵道全線產品及服務，從集成的運輸系統(tǒng)、各種類型的車輛到信號控制系統(tǒng)，以滿

22、足客戶的需求。 v在意大利都靈市城市軌道車交通系統(tǒng)的設計在意大利都靈市城市軌道車交通系統(tǒng)的設計階段，考慮到車輛乘坐的舒適性，車輛采用階段，考慮到車輛乘坐的舒適性，車輛采用了較低的地板設計及獨立輪對的自適應轉向了較低的地板設計及獨立輪對的自適應轉向架技術，架技術，Alstom FerroviariaAlstom Ferroviaria決定采用決定采用VPDVPD技技術進行整車系統(tǒng)的動力學性能分析，以優(yōu)化術進行整車系統(tǒng)的動力學性能分析，以優(yōu)化曲線通過性能、脫軌和傾覆安全性能。此分曲線通過性能、脫軌和傾覆安全性能。此分析的一個主要目標是要得到的精確的車輪的析的一個主要目標是要得到的精確的車輪的踏面外

23、形，使得整車性能同時滿足安全性和踏面外形，使得整車性能同時滿足安全性和舒適性的要求。舒適性的要求。v 分析車輛的動力學性能，考慮不同的車輪踏面分析車輛的動力學性能，考慮不同的車輪踏面形狀，優(yōu)化輪軌接觸關系，目的是要減少輪軌的磨形狀，優(yōu)化輪軌接觸關系，目的是要減少輪軌的磨耗，降低該運輸系統(tǒng)的維護費用，同時還要保證很耗，降低該運輸系統(tǒng)的維護費用，同時還要保證很高的安全性。由于有較低的地板和較高的重心位置，高的安全性。由于有較低的地板和較高的重心位置，脫軌和傾覆問題成了考慮的重點。經(jīng)過脫軌和傾覆問題成了考慮的重點。經(jīng)過ADAMS/RailADAMS/Rail軟件的初步分析，發(fā)現(xiàn)輪軌的踏面形狀應該加以

24、考軟件的初步分析，發(fā)現(xiàn)輪軌的踏面形狀應該加以考慮。事實上，經(jīng)過分析表明：采用優(yōu)化的沒有過急慮。事實上，經(jīng)過分析表明：采用優(yōu)化的沒有過急輪緣的踏面外形可以將這種影響降至最低。輪緣的踏面外形可以將這種影響降至最低。ALSTOMALSTOM的車輛現(xiàn)在解決了脫軌、傾覆等安全方面的問題后，的車輛現(xiàn)在解決了脫軌、傾覆等安全方面的問題后，曲線通過性能突出出來了，還要考慮轉向時輪對的曲線通過性能突出出來了，還要考慮轉向時輪對的磨耗問題。下一步需要考慮的同樣重要，就是要優(yōu)磨耗問題。下一步需要考慮的同樣重要，就是要優(yōu)化車輛的配置，需要考慮運營網(wǎng)絡的特性（如線路化車輛的配置，需要考慮運營網(wǎng)絡的特性（如線路等級、不平

25、順、曲線特性等），需要對車輛的重量、等級、不平順、曲線特性等），需要對車輛的重量、彈簧彈簧/ /阻尼等懸掛設備進行協(xié)調以滿足整個產品壽阻尼等懸掛設備進行協(xié)調以滿足整個產品壽命周期成本的要求命周期成本的要求。 vAlstomAlstom公司為意大利都靈市設計的城市軌道公司為意大利都靈市設計的城市軌道交通系統(tǒng)用車輛的外形交通系統(tǒng)用車輛的外形 v車輛曲線通過時車身所受到的側向力及車輛曲線通過時車身所受到的側向力及傾覆力矩的示意圖傾覆力矩的示意圖 v使用使用ADAMS/RailADAMS/Rail對對AlstomAlstom公司的車輛曲線通過的情公司的車輛曲線通過的情況況 實例4 vGE公司是鐵道行業(yè)

26、北美最大的制造商。目前，幾千臺GE的機車在超過75個國家的鐵路上服務。其產品線包括：柴油機車，交流/直流傳動或交流/交流傳動的電力機車。 vGEGE運輸部門采用最新的技術和工具，用于機車的開運輸部門采用最新的技術和工具，用于機車的開發(fā)和設計，以滿足客戶對質量各種苛刻的需求。主發(fā)和設計，以滿足客戶對質量各種苛刻的需求。主要應用的方面有：新車的設計及可行性分析；徑向要應用的方面有：新車的設計及可行性分析；徑向轉向架機車轉向機構和零部件的分析。性能優(yōu)化包轉向架機車轉向機構和零部件的分析。性能優(yōu)化包括：穩(wěn)定性和曲線通過性能；走行性能分析及改進；括：穩(wěn)定性和曲線通過性能；走行性能分析及改進；振動噪音分析

27、；牽引制動動力學及粘著性能分析；振動噪音分析；牽引制動動力學及粘著性能分析；部件設計的運動學及動力學分析；機車設計更改后部件設計的運動學及動力學分析；機車設計更改后性能預測；可靠性及安全性分析仿真。性能預測；可靠性及安全性分析仿真。v在在GEGE運輸部門，需要研究采用不同的輪間距情況下運輸部門，需要研究采用不同的輪間距情況下機車的性能。這一需求來源于機車的性能。這一需求來源于GEGE公司的機車要在不公司的機車要在不同的國家的鐵軌上運行，而各個國家的鐵道標準個同的國家的鐵軌上運行，而各個國家的鐵道標準個不相同，其軌道的軌距是不同的，因此需要采用不不相同，其軌道的軌距是不同的，因此需要采用不同的輪

28、距以適應這一要求。軌距影響機車運行的穩(wěn)同的輪距以適應這一要求。軌距影響機車運行的穩(wěn)定性和曲線通過性能，因此使用定性和曲線通過性能，因此使用ADAMS/RailADAMS/Rail的仿真的仿真技術來校核軌距的改變仍然可以保證機車可以達到技術來校核軌距的改變仍然可以保證機車可以達到180km/h180km/h的運營速度，不管是在直線上還是在曲線的運營速度，不管是在直線上還是在曲線上，也不管是否有軌道不平順。通過上，也不管是否有軌道不平順。通過ADAMS/RailADAMS/Rail的的仿真可以在進行實際的物理樣機試制及進行各種物仿真可以在進行實際的物理樣機試制及進行各種物理試驗之前進行驗證。理試驗

29、之前進行驗證。v在在GEGE，ADAMS/RailADAMS/Rail是進行機車動力學建模和分析的是進行機車動力學建模和分析的工具。在過去的幾年內所進行的項目中，工具。在過去的幾年內所進行的項目中，ADAMS/RailADAMS/Rail的應用使的應用使GEGE的產品開發(fā)有以下幾個特點：的產品開發(fā)有以下幾個特點：快速性快速性-縮短設計周期；縮短設計周期；魯棒性魯棒性-更多設計工況；幫助從系統(tǒng)的角度理解更多設計工況；幫助從系統(tǒng)的角度理解機車的性能；機車的性能；創(chuàng)新性創(chuàng)新性-節(jié)省時間和費用，增加客戶的滿意程度。節(jié)省時間和費用，增加客戶的滿意程度。GEGE所生產的機車所生產的機車 vGEGE公司使用

30、公司使用ADAMS/RailADAMS/Rail對機車進行的仿真對機車進行的仿真 機械與電子控制工程學院機械與電子控制工程學院柳擁軍柳擁軍受流器受流器- -第三軌運行動態(tài)仿真第三軌運行動態(tài)仿真北京交通大學北京交通大學目錄受電靴材質的影響4 4隨機振動對接觸振動的影響3 3背景及意義1 1思路方法2 2拉簧實際力矩變化規(guī)律5 5仿真視頻6 6研究背景研究背景v第三軌供電系統(tǒng)優(yōu)點：第三軌供電系統(tǒng)優(yōu)點：具有使用壽命長、運營具有使用壽命長、運營可靠、維修量少且容易、可靠、維修量少且容易、便于管理、電能損耗小便于管理、電能損耗小和美觀。和美觀。v作為與接觸軌配套的受流器，也將隨之發(fā)展，因作為與接觸軌配套

31、的受流器，也將隨之發(fā)展，因此有必要對受流器進行系統(tǒng)研究，以保證車輛供此有必要對受流器進行系統(tǒng)研究，以保證車輛供電和運行的可靠性。電和運行的可靠性。v受電靴與第三軌接觸振動影響著受流滑板和接觸受電靴與第三軌接觸振動影響著受流滑板和接觸軌的磨耗、地鐵車輛受流狀態(tài)，是涉及接觸網(wǎng)系軌的磨耗、地鐵車輛受流狀態(tài)，是涉及接觸網(wǎng)系統(tǒng)能否正常運行的關鍵問題，直接影響電力機車統(tǒng)能否正常運行的關鍵問題，直接影響電力機車的動力供應、機車運行速度和效率、以及鐵路運的動力供應、機車運行速度和效率、以及鐵路運營成本，甚至危及行車安全。營成本，甚至危及行車安全。v軌道軌道不平順是引起車輛振動的主要原因，軌道軌道不平順是引起車輛振動的主要原因，而受流系統(tǒng)既受到來自轉向架的隨機振動激而受流系統(tǒng)既受到來自轉向架的隨機振動激勵，又受到到第三軌隨機不平順激勵，接頭勵，又受到到第三軌隨機不平順激勵，接頭處和安裝誤差引起的沖擊。為了數(shù)值模擬其處和安裝誤差引起的沖擊。為了數(shù)值模擬其振動的動態(tài)特性，要考慮受電靴類型、接觸振動的動態(tài)特性，要考慮受電靴類型、接觸剛度、和扭簧扭轉阻尼等參數(shù)的影響，建立剛度、和扭簧扭轉阻尼等參數(shù)的影響，建立受流系統(tǒng)的動力學方程。受流系統(tǒng)的動力學方程。仿真策略仿真策略位移協(xié)調-接觸剛度v利用接觸分形理論建立受流系統(tǒng)中接觸應力利用接觸分形理論建立受流系統(tǒng)中接觸應力和變形的計算模型和變形的計算模型。(2)