本文將詳細介紹基于Ansys APDL/GUI/Workbench全平臺的Simpack車輛-柔性軌道聯(lián)合仿真相關知識。

01Simpack車輛-柔性軌道聯(lián)合仿真詳情介紹

本教程主要針對廣大Ansys 用戶量身定制，無論是對Workbench，還是經典GUI界面，甚至APDL感興趣的用戶，均適用。

涵蓋的詳細知識點如下所示：

Ansys中彈性體文件的建立過程

APDL

子結構縮減命令流講解

GUI

Subsystem操作（待更）

Workbench

Spaceclaim鋼軌建模

Workbench Mechanical子結構縮減

Simpack柔性軌實現(xiàn)

彈性體.fbi文件的生成（Ansys-Simpack接口）

彈性軌道.ftr文件編寫

Simpack中簡易車輛建立的詳細過程

Simpack輪對建模

Simpack構架建模

Simpack整車模型

Simpack中剛彈耦合模型的搭接

剛性車輛與彈性軌道的耦合

彈性軌道ftr文件設置軌道基礎連接

Simpack批量力元設置軌道基礎連接

Simpack鋼軌不平順激勵文件生成

Simpack內部生成不平順（PSD法）

Simpack外部導入已有不平順文件

Simpack外部激勵文件.TRE的編寫規(guī)則

Simpack車輛軌道耦合動力學模型計算后處理

Simpack柔性體變形動畫

Simpack輪軌力提取

Simpack脫軌系數(shù)提取

Simpack輪重減載率提取

Simpack車體振動加速度提取

Simpack車輛平穩(wěn)性Sperling指標提取

基于APDL命令流建立鋼軌模型如下圖所示：

該模型為21m60軌，枕間距為0.6m，材料為鋼材，密度7850，楊氏模量2.1e11，泊松比0.3（均采用kg，m，Pa國際單位）。

基于Workbench界面建立鋼軌模型下圖所示：

上述均為有限元Ansys操作過程截圖，進行鋼軌的模態(tài)分析，分析截斷頻率為1500Hz，前四階頻率分別如圖所示：

接下來進行柔性軌道導入Simpack中，再生成好的fbi文件后繼續(xù)進行ftr文件編寫，簡要如圖所示：

柔性軌道制作完成效果如圖所示：

車輛建模最終效果如圖所示：

剛柔耦合搭接效果展示：

計算后動畫效果如下：

計算所得鋼軌位移時程圖如下：

如上圖所示，在無不平順情況下，鋼軌位移最大值在0.4mm左右，與Matlab編程結果對比基本無差別。

講解中力攻Ansys接口，以實現(xiàn)將適用人群從Abaqus 的使用者擴展至廣大Ansys 使用者，建立完整、獨立、獨創(chuàng)  、準確的體系  ，學者可以以此為例，對畢業(yè)設計或是項目需求提供一份貼心的手把手教學算例  。

02車輛-軌道耦合動力學未來展望

鐵路大系統(tǒng)耦合動力學極為復雜，在公關相關領域的問題時，還是頗費周折，并不是特別的順利。

列車-線路減隔震的研究可參考上述講解進行深化，將繼續(xù)推進土木工程領域下部基礎的振動問題，例如：列車-線路-橋梁、列車-橋梁、等擴展問題。

橋梁種類繁多，懸吊類、梁類、拱類各式各樣，其內部振動問題也是不同，但鐵路系統(tǒng)中，橋梁類型主要選擇簡支梁進行施工，相比于特定的復雜橋梁，簡支梁橋更具典型，因此，后續(xù)將以簡支梁為例。

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課程名稱：

《ABAQUS-Simpack車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學20講》

購課鏈接：

課程適合人群：

1.學習型仿真工程師

2.理工科院校學生

3.從事鐵路軌道交通、車輛工程等分析的工程師

4.Abaqus和Simpack軟件學習和應用者

課程講師：

名師昵稱：兮楓如秋

技術專長：兮楓如秋老師在軌道交通領域具有廣泛的知識儲備，擅長車輛軌道動力學編程、CAE有限元仿真及橡膠非線性分析，精通動力顯示積分求解，可以熟練運用Matlab、Abaqus、Ansys等工具進行結構動力學、地震分析及車軌、車橋、軌橋耦合分析，專業(yè)能力非常全面。

課程內容概覽：

課程涵蓋了Abaqus和Simpack在車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學分析中的全面應用，包括Abaqus中柔性文件的建立過程、Simpack中柔性軌道和柔性體的編寫與生成方法、Simpack中車輛建立的詳細過程、剛柔耦合模型的搭接、不平順激勵文件的生成以及計算后處理等關鍵內容

1.ABAQUS中柔性文件的建立過程

• 柔性鋼軌的建模：詳細講解在Abaqus中如何建立柔性鋼軌的模型。
• 柔性鋼彈簧浮置板建模：介紹鋼彈簧浮置板的建模方法及其在Abaqus中的實現(xiàn)
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2.Simpack中柔性軌道和柔性體的編寫與生成方法

• 柔性軌道.Ftr文件編寫：講解如何在Simpack中編寫柔性軌道的.Ftr文件。
• 柔性體.Fbi文件的生成：介紹通過Abaqus-Simpack接口生成柔性體.Fbi文件的方法。

3.Simpack中車輛建立的詳細過程

• Simpack輪對建模：詳細講解Simpack中輪對的建模步驟。
• Simpack構架建模：介紹車輛構架的建模方法。
• Smpack整車搭接：展示如何將輪對、構架等部件搭接成整車模型
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4.Simpack中剛柔耦合模型的搭接

• 柔性軌道和剛性輪對的剛柔耦合搭接：講解如何在Simpack中實現(xiàn)柔性軌道和剛性輪對的耦合。
• 鋼軌-浮置板-基礎連接的搭接：介紹鋼軌、浮置板和基礎之間的連接及搭接方法。
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5.Simpack鋼軌不平順激勵文件生成

• Simpack內部生成不平順（PSD法）：講解如何在Simpack內部使用PSD法生成不平順激勵文件。
• Simpack外部導入已有不平順文件：介紹如何導入外部已有的不平順文件。
• Simpack外部激勵文件.TRE的編寫規(guī)則：詳細講解.TRE文件的編寫規(guī)則。
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6.Simpack車輛軌道耦合動力學模型計算后處理

• Simpack柔性體變形動畫：展示如何查看柔性體的變形動畫。
• Simpack輪軌力提取：介紹如何提取輪軌力。
• Simpack脫軌系數(shù)、輪重減載率、車體振動加速度、車輛平穩(wěn)性Sperling指標等提取：詳細講解各項動力學參數(shù)的提取方法
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課程特色：

• 系統(tǒng)性：課程從Abaqus建模到Simpack仿真，再到結果后處理，覆蓋了車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學仿真的全過程。
• 實用性：課程結合具體實例，詳細講解每一步的操作方法和注意事項，具有很強的實用性。課程不僅介紹了理論知識，還通過實際案例展示了如何應用這些軟件進行仿真分析，詳細講解每一步的操作方法和注意事項，具有很強的實用性。也為從事鐵路軌道交通、車輛工程等分析的工程師提供了寶貴的實踐經驗
• 深入性：不僅講解基本操作，還深入探討了一些高級功能和技巧，如剛柔耦合模型的搭接、不平順激勵文件的生成等。

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