軌道不平順
關(guān)注創(chuàng)建者：兮楓如秋 創(chuàng)建時間：2021-03-31
軌道不平順的視頻教程
ABAQUS車輪滾動接觸附加軌道不平順動力學(xué)模型
通過MATLAB進行改進后的鋼軌如圖所示 2.通過單輪單鋼軌進行模擬車輪在鋼軌上滾動，效果如圖 3.輪軌滾動細(xì)節(jié)圖 有需要的小伙伴可購買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器 community→abaqusAz 附件內(nèi)容為：CAE模型及不平順編輯器
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軌道不平順的實例教程
鋼軌和軌枕的垂向位移：
其中鋼軌垂向位移為0.877mm其中軌枕為0.465mm，為了驗證位移的正確性，在ANSYS中進行靜力計算，采用兩對個力模型軸重14t的轉(zhuǎn)向架對軌道的力進行加載結(jié)果如圖為0.9mm
加入軌道不平順的軌道模型：
為了接近仿真的真實性，加入軌道不平順如圖，
其中加入軌道不平順后輪軌力如圖：
其中靜止時也是69.9kN，動態(tài)最大為96.8kN，加入不平順后對輪軌力的影響較大。
鋼軌和軌枕位移：
其中軌枕和鋼軌垂向位移好像沒變，很奇怪。希望大佬批評指正。希望使用ls-dyna的人一起交流。我群號 198456828
展開 1.通過MATLAB進行改進后的鋼軌如圖所示
2.通過單輪單鋼軌進行模擬車輪在鋼軌上滾動，效果如圖
3.輪軌滾動細(xì)節(jié)圖
有需要的小伙伴可購買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器
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讀者可能會有疑惑，為何不設(shè)置繞Z軸旋轉(zhuǎn)的自由度，這是因為車輛在不平順軌道行進，相當(dāng)于不平順在軌道上反向行駛，車不動，不平順在動。其它同理進行設(shè)置，若遇到批量設(shè)置joint問題，參見上文。
5. 邊界條件設(shè)定
1）剛體自由度已通過joint設(shè)置
2）Analysis Settings設(shè)置10s（本例只計算車體運行10s）
3）不平順施加：
為了模擬實際情況，本例采用德國低干擾譜，計算車輛的動力響應(yīng)，右鍵Tranisent-joint，選取不平順施加點，添加已在EXCEL處理好的時間-不平順激勵。
6. 后處理
分別查看車體加速度、轉(zhuǎn)向架加速度輪軸對不平順彈簧反力（即輪軌力）等。
由圖可得到車體及轉(zhuǎn)向架加速度的大致分布，以及輪軌力大多為幾十kN,及少數(shù)情況下，輪軌力超過100kN，這與實際情況是相符的。分析大致就結(jié)束了，但是實際的分析遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此，有限元算完后，才是一個分析的真正開始，首先判斷自己的結(jié)果是否在誤差范圍之內(nèi)，在分析為何會出現(xiàn)此種情況，后處理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止插入幾個加速度變形曲線等這么簡單，還需要更為深入的了解，深入的分析。
通過以上算例我們可以知道在不平順情況下車體加速度，輪軌力等等，但是如果涉及到軌道下部基礎(chǔ)的變形該如何處理呢？這就是剛?cè)狁詈系膬?nèi)容，workbench在此方面也非常成熟，如果有時間的話，筆者也會進行演示。
展開 abaqus中，車軌隧耦合動力學(xué)分析中，未施加軌道不平順，輪軌垂向力為0，輪軌采用非線性赫茲接觸，車體，輪對，轉(zhuǎn)向架均采用解析剛體用mpc梁笛卡爾彈簧單元賦予剛度和阻尼。檢查均無錯誤
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，車輛、橋梁、軌道三者的耦合作用非常復(fù)雜。其中，車輛與軌道之間的耦合作用是其中的關(guān)鍵問題。
高速列車運行在橋梁上時，車輛和軌道之間的耦合作用會明顯增加。從模型上看，這種耦合作用可分為兩種：一種是“車橋耦合”，即列車通過橋梁時，橋梁和軌道會產(chǎn)生相互作用；另一種是“軌-橋-車”耦合，即列車通過橋梁時，橋梁和軌道也會產(chǎn)生相互作用。
下面就從高速列車-橋梁-軌道聯(lián)合仿真的不同難點進行分析。
橋梁與軌道模型的建立
高速列車與橋梁之間的相互作用主要體現(xiàn)在三個方面：一是橋梁結(jié)構(gòu)對軌道結(jié)構(gòu)的影響；二是橋梁結(jié)構(gòu)對車輛的影響；三是車輛對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。為了合理地考慮這三個方面，就需要建立三種模型，即車輛-軌道-橋梁模型。這三種模型中，第一種是較為常見的，即以梁橋作為車輛和軌道的相互作用單元。
第二種是在第一種模型基礎(chǔ)上，添加一個鋼軌單元，用于模擬軌道的作用。
第三種是將鋼軌、扣件等非線性構(gòu)件作為彈性構(gòu)件來模擬車輛和橋梁。其中，前兩種方法分別采用了梁橋和軌道的有限元模型，而第三種方法則是在梁橋和軌道結(jié)構(gòu)中添加一個彈性構(gòu)件來模擬車輛和軌道。
軌道幾何非線性問題
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，為了解決車輛-軌道-橋梁的耦合問題，必須考慮軌道的幾何非線性問題。幾何非線性包括材料非線性、幾何不平順和接觸非線性。
材料非線性主要是由于線路的材料特性和列車運行時產(chǎn)生的振動特性，以及溫度變化等因素引起的軌道結(jié)構(gòu)的變形、剛度和阻尼特性的變化。對于不同類型的軌道，其剛度和阻尼特性是不一樣的，因此在仿真計算中必須考慮軌道系統(tǒng)的非線性特性。
對于軌道結(jié)構(gòu)的幾何不平順，包括軌道高低、水平、軌向和軌距不平順，以及這些不平順疊加所引起的各種波型。在建模時必須考慮這些不平順對車輛-軌道-橋梁耦合系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響。
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軌道不平順的最新內(nèi)容
abaqus中，車軌隧耦合動力學(xué)分析中，未施加軌道不平順，輪軌垂向力為0，輪軌采用非線性赫茲接觸，車體，輪對，轉(zhuǎn)向架均采用解析剛體用mpc梁笛卡爾彈簧單元賦予剛度和阻尼。檢查均無錯誤
對于軌道結(jié)構(gòu)的幾何不平順，包括軌道高低、水平、軌向和軌距不平順，以及這些不平順疊加所引起的各種波型。在建模時必須考慮這些不平順對車輛-軌道-橋梁耦合系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響。在不同類型的不平順中，對于高速列車來說，波高最為明顯。
橋梁模型與車輛模型的連接
在車輛-橋梁的仿真模型中，橋梁模型是由梁單元來模擬的，而車輛模型是由車體單元來模擬的。
png" style="text-align: center"><img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/4321de5423024321add7b73ac0504614.png"></figure></div><p>通過ansys建立輪對-軌道模型生成K文件，結(jié)合ls-dyna軟件的railtrack和railtrain關(guān)鍵字實現(xiàn)軌道不平順仿真
六軸寬軌12自由度車輛--地面不平順耦合模型 條件:剛性路面 車輛特點:12自由度 車橋耦合動力學(xué)數(shù)值模擬分析
地面:剛性，粗糙(不平順) 車輛:12自由度，六軸寬軌 出售: 500RMB
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>: 軌道不平順樣本
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為加快求解計算速度，制作了簡易模型，比較糙，也網(wǎng)格劃分也大，直接在橋梁中間設(shè)置軌道結(jié)構(gòu)（軌道結(jié)構(gòu)建模是有問題的，這個得說下，我沒修改，直接用了路基情況下的，即無間斷線路），沒放軌道不平順，但建模思路沒問題，可根據(jù)自己的實際情況修改模型。
基于該動力學(xué)模型，分析了軌道隨機不平順激擾下齒輪齒條動態(tài)嚙合力、齒輪角加速度、輪軌垂向力、車體加速度等動態(tài)響應(yīng)特性，探究了齒條基體撓度變形對齒軌動態(tài)響應(yīng)的影響，揭示了線路坡度以及行車速度對齒軌車輛動力學(xué)性能的影響規(guī)律。
從事機械相關(guān)的工作，出差是常有的事，特別是一些技術(shù)服務(wù)和機械銷售的小伙伴，一年中在外的時間都比在家的時間多。經(jīng)常乘坐火車的朋友都會發(fā)現(xiàn)，鐵路兩旁的青草綠油油。可是鐵路軌枕上卻從來都不長草，很多人會納悶，這是什么原因呢？
有人說，每天鐵路上呼嘯而過的疾風(fēng)，把小草膽子嚇破了。要不就是火車飛馳的熱量太高，把草烤糊了，Emmm......看來大家的腦洞都開得有點大！腦洞都太大了……實際情況是怎么樣的
火車軌道是火車既定的運行軌道，是目前火車鐵路技術(shù)不可或缺的一種模式。應(yīng)該大家都有注意過基本上所有的火車軌道都是銹跡斑斑的，就連新建成的火車軌道也是這個樣子。生銹的鐵制品壽命變短不說，還會變的非常脆弱。那么為什么火車的軌道不用不銹鋼，而是要使用生銹的鐵？
在很多的現(xiàn)有的火車軌道交通中，或者是正在建設(shè)的火車軌道上，都能見到排列整齊的軌道線路。這些線路上銹跡斑斑的鐵道是讓人最疑惑不已的
