輪軌接觸的案例
ABAQUS---輪軌瞬態滾動接觸有限元模型(直線半輪對) ￥888
<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態滾動接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對直線半輪對情況。利用該模型已經詳細開展了大量的輪軌滾動仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態沖擊振動；3）單點-兩點接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動接觸力學行為、磨耗和疲勞損傷問題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強非線性接觸、材料塑性本構、CAE界面操作等方面具有顯著的優勢，但是當下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態滾動接觸模型仍存在很多問題，比如：<strong>輪軌力不穩定、車輪網格沙漏引起畸變、牽引/制動模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當等</strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經驗角度，分享輪軌滾動接觸有限元建模時可能面臨的問題，如有不當，還歡迎批評指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態滾動接觸有限元模型中，由于車輪具有較高的滾動速度，使得車輪瞬態滾動時對系統激擾較大，輪軌接觸力穩定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態滾動接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車輪在重力場下的輪軌靜態位移和應力場結果，然后將其導入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車輪滾動。以下分別介紹這兩個模型及其之間的關聯。
展開 148基于matlab的帶有gui的輪軌接觸幾何計算程序 ￥24.9
基于matlab的帶有gui的輪軌接觸幾何計算程序,根據不同的踏面和軌頭，計算不同橫移量下面的接觸點位置。程序已調通，可直接運行。
利用Python提取ABAQUS的.odb結果中的輪軌接觸信息 ￥500
這里以python提取輪軌接觸時的法向力和切向力結果為例，進行說明：
#- -coding: UTF-8-*-
from abaqus import *
from odbAccess import *
from abaqusConstants import *
from caeModules import *
from driverUtils import executeOnCaeStartup
from odbAccess import *
from caeModules import *
import random
import math
import os
odb=openOdb(r"D:\*******.odb")
file_CNORMF_WHEEL=open('CNORMF_WHEEL.txt','w')
file_CNORMF_RAIL=open('CNORMF_RAIL.txt','w')
file_CSHEARF_WHEEL=open('CSHEARF_WHEEL.txt','w')
file_CSHEARF_RAIL=open('CSHEARF_RAIL.txt','w')
file_FSLIPR_SLIPEQ_WHEEL=open('FSLIPR_SLIPEQ_WHEEL.txt','w')
file_FSLIPR_SLIPEQ_RAIL=open('FSLIPR_SLIPEQ_RAIL.txt','w')
step1=odb.steps['Step-1']
allFrames=step1.frames
展開 Simpack輪軌副高級接觸方法介紹
1
Simpack接觸方法介紹
Simpack輪軌接觸有兩種方法，即標準: 等效彈性接觸和高級: 離散彈性接觸，分別對其介紹如下。
標準: 等效彈性接觸Equivalent elastic
這種方法把實際接觸斑形狀轉換為等效橢圓。橢圓接觸斑的數量沒有限制，能得到赫茲法向力、蠕變力等數據，使用橢圓接觸斑仿真速度快，但失去了部分準確性。
使用Simpack模板建立的輪軌模型，默認使用Equivalent elastic接觸方法。
高級: 離散彈性接觸Discrete elastic
該方法使用實際接觸斑形狀用于法向和切向力計算。通常仿真速度較慢但更精確，尤其是在踏面和輪緣之間的過渡位置。
展開 
Simpack技巧之接觸應力分布查看 ￥5
0 前言
Simpack中提供了多種輪軌接觸計算方法，通過相應的設置即可輸出輪軌接觸應力并在結果中查看。
1 基本設置
地鐵軌道動力特性仿真分析
由于hypermesh不支持輪軌接觸關鍵字，利用ultraedit編輯關鍵字，添加*RAIL_TRAIN關鍵字并編輯關鍵字內容，建立車輛輪子和軌道鋼軌之間的模型，一個軌跡需要定義兩個軌道，并且都是由梁單元組成，所以在軌道旁邊建立了兩個平行的軌道。
三、 結果分析
利用LSPREPOST進行結果查看，通過前面的輸出可以查看輪軌接觸點的受力曲線如下圖所示：
輪軌接觸點受力時程曲線
通過提取車輛上一點進行進行豎直方向的速度分析，剛開始在重力作用下下墜并與鋼軌建立穩定的接觸，后面在彈性作用下回彈，震蕩過后趨于平穩。
最后展示一下做出的結果動畫圖
展開 平臺學術交流會——CAE仿真技術理論研究及其在工程中的應用
CAE仿真技術理論研究及其在工程中的應用
----- 平臺學術交流會系列 -----
時間： 2008年10月27日（星期一） 下午1:30---5:00
地點： 上海市盧灣區五里橋路219號（上海科學院科技成果轉化基地）2樓會議室 200023
演講專家：吳志剛 大連理工大學運載工程與力學學部 教授 博士
張 軍 大連交通大學交通運輸工程學院 副教授 博士
主要內容：
1.采用基于參變量變分原理的有限元參數二次規劃法，并結合多重子結構技術分析求解輪軌三維接觸問題，按照輪軌實際幾何關系建立了真正的三維模型，完全避免了傳統的解析或半解析法中的Hertz假設和彈性半空間假設，可以求得由于計算基本假設的局限過去從未求出過的、復雜工況下的輪軌接觸力和應力;
2.利用大連理工大學鐘萬勰院士團隊開發的基于精細積分的控制系統設計工具箱－PIMCSD Toolbox，設計了航天器編隊控制的時變最優控制器。研究了具有明確工程應用背景的航天器編隊控制的時變最優控制方法，目的在于利用新的控制方法提高航天器編隊控制的精度，減少控制過程的燃料消耗；同時在不顯著降低系統性能指標的情況下，簡化時變控制器，以便于工程設計和實際應用，為航天器編隊控制系統的工程設計和實現提供重要的參考。
專家介紹：
吳志剛，工學博士，大連理工大學工程力學系教授，博導。1993年和1998年于哈爾濱工業大學航天學院獲得學士和博士學位, 1998年至2001年在大連理工大學機械工程博士后流動站工作. 2001年至今在大連理工大學運載工程與力學學部工作。
張軍，副教授，博士后。
展開 Abaqus在鐵路機車行業CAE分析中的應用
利用ABAQUS的非線性求解器，可以對工作中存在大變形以及接觸問題的強度剛度問題進行快速準確的計算。同時，對于象車體這樣的復雜的大規模模型，ABAQUS還提供了子模型分析功能。在進行了總體分析以后，可以把自己敢興趣的區域進行網格的細化，將總體模型中得到的載荷以及邊界條件加到子模型中，進行進一步的分析。
ABAQUS中的Lanczos求解器可以快速準確的進行特征值的提取。圖為上海柴油機利用ABAQUS的模態分析功能對某直列六缸發動機進行有限元分析并于LMS試驗機得到的內容相比較，由分析結果可知，有限元數據與試驗結果有著很好的吻合。
鐵路軌道分析中的應用
鐵路軌道結構由鋼軌，彈性扣件，墊層，軌枕，道床和路基等材料組成，是一個十分復雜的系統。從受力角度看，軌道結構承受的是來自機車和車輛隨機的三向動荷載，且列車在運動過程中除輪軌間存在著巨大的接觸應力外，還伴隨著蠕滑現象。在反復荷載的作用下，鋼軌會產生疲勞損傷、折斷和裂紋；由于溫差的存在，無縫線路會發生失穩，引起脹軌跑道；由于線路的不平順，列車會發生蛇行運動等。從材料角度看，鋼軌在輪軌接觸處，由于存在巨大的接觸應力會發生屈服，在制動力和曲線側向切削力的作用下又會發生損傷；作為道床組成材料的石碴，是散體材料，連續介質分析方法難以得到正確的結果。這一切都說明，傳統的軌道結構分析方法，不能適應現代鐵路軌道結構的需要。七十年代以來，由于計算機的迅速發展，工程結構數值分析方法越來越廣泛的應用于工程實際中，使工程中的大量復雜問題的求解成為可能。
輪軌相互接觸應力的分析
沿鋼軌滾動的車輪，除了引起鋼軌的彎曲應力外，還在輪軌接觸點處引起局部的接觸應力。
展開 abaqus不賣了 ￥9.9
<p>在咸魚買的輪軌接觸課程，有模型尺寸和文件，還有仿真教學課程</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/156693fb1c3f4b16be888d53ed890ac6.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/156693fb1c3f4b16be888d53ed890ac6.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/156693fb1c3f4b16be888d53ed890ac6.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/156693fb1c3f4b16be888d53ed890ac6.png?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/156693fb1c3f4b16be888d53ed890ac6.png">
</figure>
</div><p><br></p>
展開 基于SIMPACK的四軸電力機車運行平穩性分析
給出了輪軌接觸幾何關系，對四軸電力機車在美國５、６級線路上的運行平穩性進行了計算，分析了機車結構參數對平穩性的影響。四軸電力機車在５級線路上運行時，其垂向平穩性指標在運行速度為６０ｋｍ／ｈ以下時達到優良標準，在７０ｋｍ／ｈ時達到良好標準（后司機室在８０ｋｍ／ｈ時也能達到良好標準），在８０～１００ｋｍ／ｈ時達到合格標準。四軸電力機車在６級線路上運行時，其垂向平穩性指標在所有計算速度下均達到優良標準
基于SIMPACK的四軸電力機車運行平穩性分析.pdf
MSC.ADAMS在機車車輛設計中的應用實例
機車車輛的牽引制動系統的牽引制動性能除了要考慮牽引電機、傳動系統、制動系統之外，還要考慮輪軌接觸的影響。通過MSC.ADAMS/Rail可以對機車車輛的牽引制動性能進行精確的仿真。利用ADAMS/Rail的模板建模方式可以很方便的建立牽引制動系統的模板，然后建立牽引制動子系統，再與轉向架和車體等其它子系統組裝成整車模型。在ADAMS/Rail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摩擦系數，這樣可以分析鋼軌表面干燥/潮濕的影響。下面是這方面的應用實例
MSC.ADAMS在機車車輛設計中的應用實例.doc
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Matlab鐵路車-橋耦合模型 ￥1900
<h1>本帖介紹MATLAB車-橋耦合模型</h1><p><strong><u>模型包含：1個車體、2個構架、4個輪對、鋼軌和橋梁，自由度包含垂向、點頭運動如下圖所示：</u></strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/52274dfa247a85fb6d5f35e12e276f58.png"></p><p><strong>本程序基于多體動力學、解析歐拉梁理論，并通過MATLAB編制，文件內容</strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/f1bef261ec3f0c218a0a2407ea636d16.png"></p><p><strong><em>VBI.m</em></strong>：車-橋耦合主程序</p><p><strong><em>Vehicle.m</em></strong>：車輛體子結構程序</p><p><strong><em>Rail.m</em></strong>: 鋼軌子結構程序</p><p><strong><em>Bridge.m</em></strong>: 橋梁子結構程序</p><p><strong><em>Contact_Force.m</em></strong>: 輪軌接觸力程序</p><p><strong><em>New_Explicit_method.m</em></strong>: 積分算法</p><p><strong><em>sperling.m</em></strong>: 舒適度計算程序</p><p><strong><em>IRR.mat</em></strong>
展開 MATLAB公路全車/鐵路半車-橋耦合模型 ￥900
class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/38d0c90f88f2cad7fd7709dfd2409b35.png"></p><p>圖中參數對應程序中部分代碼：</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><pre class="ql-syntax" spellcheck="false">ms=690; Isy=1222;
mwf=40.5; mwr=45.4;
Ksf=17e3; Csf=1.5e3; Ksr=22e3; Csr=1.5e3;
Kwf=192e3; Kwr=192e3;
a=1.25; b=1.51; Lc=a+b;
</pre><p>本程序基于多體動力學、解析歐拉梁理論，并通過MATLAB編制，文件內容</p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/7724f5ca750b201299f51f78f3766137.png"></p><p><strong><em>Ifft</em></strong>文件夾：用于生成路面不平度IRR.mat的子程序</p><p><strong><em>OH_VBI.m</em></strong>：車-橋耦合主程序</p><p><strong><em>Vehicle.m</em></strong>：車輛體子結構程序</p><p><strong><em>Bridge.m</em></strong>: 橋梁子結構程序</p><p><strong><em>Contact_Force.m</em></strong>: 輪軌接觸力程序
展開 西南交通大學金學松教授團隊：基于地鐵車內噪聲的鋼軌粗糙度接受/驗收準則| CJME論文推薦
目前主要從事輪軌關系問題研究，其中包括輪軌滾動接觸理論、輪軌粘著、輪軌接觸表面波浪形磨損和滾動接觸疲勞、輪軌噪聲、脫軌和輪軌型面設計。先后主持、主研和參加了國家自然科學基金重點、面上項目、科技部項目、省部級項目、橫向課題四十多項，發表和合作發表論文200多篇，合作出版著作3部：《固體接觸力學》（鐵道出版社出版，1999）、《輪軌摩擦學》（鐵道出版社出版，2004）和《輪軌蠕滑理論及其試驗研究》（西南交通大學出版社出版，2006）。曾獲得“滾動振動試驗臺”國家科技進步一等獎（1999），西南交通大學黃袁創新獎（2000），西南交通大學指導優秀碩士論文獎（7人次），西南交通大學和四川省優秀博士論文獎（2001），國家百篇優秀博士論文獎（2002），教育部優秀骨干教師獎（2002），四川省突貢專家（2002），四川省學術帶頭人（2003），享受國務院政府津貼（2005），省優秀博士論文特別獎（2006），省優秀博士論文指導獎（2007），省優秀碩士論文指導獎（2007）、鐵道部科技進步一等獎（2008）。現任國際雜志“The Open Mechanical Engineering Journal”、《工程力學》、《機械強度》、《計算機輔助工程》等雜志編委、國際“輪軌系統磨耗和接觸力學”會議國際組委委員。
作者介紹
劉曉龍（本文第一作者），男，1990.05出生，西南交通大學牽引動力國家重點實驗室，載運工具運用工程在讀博士生。主要從事軌道交通噪聲與振動控制技術，及輪軌粗糙度監測技術研究，參與了國家重點研發計劃-全生命周期輪軌噪聲預測及控制技術研究。
展開 ansys和LS-DYNA進行聯合軌道動靜態仿真對比（加上軌道不平順）
如圖，
其中輪軌連接采用*rail_track和*rail_train關鍵字。
*rail_track
1 100 318 4 00.0 1.0 0.0 1
101 1 5 00.0 1.0 0.0
*rail_train
1 200 0.0 0.000e+00 0.0 1 0.0
1.600E+9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
輪軌接觸剛度采用標準的1.6e9其中100和101代表左右軌道，318和1代表軌道的起點，
其中軌道按照0.6m劃分，節點考慮約束橫向。
其中模型中運行了3秒，其中靜止了0.3秒。其中速度為160km/h（44.44m/s）
*boundary_prescribed_motion_rigid
5 3 0 3 44.44 0 1e+28 0.3
下面來看結果
1.在沒有加入軌道不平順：
輪軌力
可以看出在靜止的3s中輪子的力穩定在69.9kN這和加載的力和輪子的自重的和相等（軸重為14t）為了區分有砟軌道區，阻尼加的有點大，動態的輪軌力為76.6kN.
輪子垂向位移：
其中輪子的垂向位移為，間隔0.6m的余弦波形圖。
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