UM软件强基训练系列教程12.pdf
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1、 多体系统动力学仿真 UM 软件强基训练系列教程 (12) 四川同算科技有限公司 2022 年 8 月 UM 软件强基训练系列教程面向具有 UM 软件使用基础的用户,作为对UM 软件入门系列教程和UM培训教程的补充和强化,教程中使用的部分例子取自 UM软件自带的模型。 希望读者重视基础,勤加练习,多多思考,相信通过每一次练习都能有所收获。 本例模型可参考:“C:UsersPublicDocumentsUM Software LabUniversal Mechanism9SAMPLESRail_Vehicles simple_ 18_100”和“C:UsersPublicDocumentsUM
2、Software LabUniversal Mechanism9SAMPLESRail_Vehicles wedgetest” 目录目录 1 三大件式货车转向架建模三大件式货车转向架建模 . 4 1.1 添加轮对子系统 . 4 1.2 导入几何模型 . 6 1.3 定义刚体参数 . 8 1.4 描述铰 . 10 1.5 承载鞍力元描述 . 12 1.6 摇枕弹簧力元描述 . 20 1.7 导入摩擦斜楔子系统 . 23 1.8 连接虚拟车体 . 29 Universal Mechanism 9 4 强基训练 1 三大件式货车转向架建模三大件式货车转向架建模 请先从同算科技网站()资料下载页面下载
3、本例模型素材(三大件式货车转向架建模素材.zip) ,然后解压缩。 运行 UM Input 程序,新建一个模型,保存为 bogie。 1.11.1 添加轮对子系统添加轮对子系统 轮对轮对 1: 先在左侧模型树选中 Subsystems, 然后点击右侧面板上的加号按钮, 从 Type下拉菜单选择 Wheelset,创建一个标准轮对子系统,在轮对子系统的 General 页面设置车轮半径 Radius=0.475 (m),其余选项和参数保持缺省。 在轮对子系统的Position 页面调整轮对的空间位置, x=wheelbase/2, z=rwheel,其中 wheelbase=1.85(m),rw
4、heel=0.475 (m)。 Universal Mechanism 9 5 强基训练 轮对轮对 2:复制轮对轮对 1 生成轮对轮对 2,修改位置 x=-wheelbase/2。 Universal Mechanism 9 6 强基训练 1.21.2 导入导入几何几何模型模型 点击工具栏图标, 依次导入几何模型弹簧弹簧.img, 斜楔斜楔弹簧弹簧.img, 侧架侧架.img, 摇枕摇枕.img。 Universal Mechanism 9 7 强基训练 Universal Mechanism 9 8 强基训练 1.31.3 定义定义刚体刚体参数参数 侧架左侧架左: 选择几何侧架侧架, Mas
5、s=500 (kg), ix=15 (kgm2), iy=170 (kgm2), iz=160 (kgm2),质心坐标(0,0,0.525) 。 侧架右侧架右:复制侧架左侧架左生成侧架右侧架右。 Universal Mechanism 9 9 强基训练 摇枕摇枕:选择几何摇枕摇枕,Mass=700 (kg),ix=400 (kgm2),iy=40 (kgm2),iz=400 (kgm2),质心坐标(0,0,0.7) 。 Universal Mechanism 9 10 强基训练 1.41.4 描述描述铰铰 jBase0_侧架左侧架左: 选择 Base0 作为铰的 1 号物体, 侧架左侧架左为
6、2 号物体, 类型为 6 d.o.f。 铰接点坐标分别为(0,1.018,0)和(0,0,0) 。 jBase0_侧架右侧架右: 选择 Base0 作为铰的 1 号物体, 侧架右侧架右为 2 号物体, 类型为 6 d.o.f。 铰接点坐标分别为(0,-1.018,0)和(0,0,0) 。 Universal Mechanism 9 11 强基训练 jBase0_摇枕摇枕: 选择 Base0 作为铰的 1 号物体, 摇枕摇枕为 2 号物体, 类型为 6 d.o.f。铰接点坐标都为(0,0,0) 。 Universal Mechanism 9 12 强基训练 1.51.5 承载鞍力元描述承载鞍力元
7、描述 货车转向架一般采用承载鞍来连接轮对和侧架,其纵向、横向、垂向以及摇头都具有明显的非线性特征,应采用恰当的力元进行模拟。 这里,我们采用 Special forces 里的 Bushing 力元来描述纵向、横向和摇头方向的双侧非线性。 轴箱间隙左前轴箱间隙左前:选择特殊力元 Bushing,选择轮对轮对 1.Wset 作为 1 号物体,侧架左侧架左作为 2 号物体。 Position:Body1 上连接点坐标(0,1.018,0.173) ,勾选 Autodetection 自动计算出该点在 Body2 上的坐标值。 Description:从下拉菜单选择 Pointwise 类型,每个方
8、向的刚度可通过非线性的力学特性曲线来体现。 点击按钮, 打开曲线编辑器, 这里可以直接输入描述非线性力学特性的数据点;也可以事先在记事本中准备好两列数据(位移-力) ,并修改后缀为 crv,推荐采用后者。 注:注:最好先在参数列表添加两个标识符 cstiff=1e8,cdiss=3e4。 Universal Mechanism 9 13 强基训练 CX、CY 选择 C4.crv 文件; CZ、CAX、CAY 选择 C2.crv 文件; CAZ 选择 CAZ.crv 文件 Universal Mechanism 9 14 强基训练 Universal Mechanism 9 15 强基训练 设置
9、线性阻尼参数:DX=cdiss,DY=cdiss,DAZ=cdiss*0.1。 复制轴箱间隙左前轴箱间隙左前生成轴箱间隙右前轴箱间隙右前,选择侧架右侧架右作为 2 号物体,修改 Body1 上连接点坐标(0,-1.018,0.173) 。 复制轴箱间隙左前轴箱间隙左前生成轴箱间隙左后轴箱间隙左后,选择轮对轮对 2.WSet 作为 1 号物体。 复制轴箱间隙左后轴箱间隙左后生成轴箱间隙右后轴箱间隙右后,选择侧架右侧架右作为 2 号物体,修改 Body1 上连接点坐标(0,-1.018,0.173) 。 Universal Mechanism 9 16 强基训练 Universal Mechani
10、sm 9 17 强基训练 下面,我们采用 Contact forces 接触力元描述垂向的单侧非线性。 轴箱轴箱-侧架左前侧架左前:选择侧架左侧架左作为 1 号物体,轮对轮对 1.WSet 作为 2 号物体,类型选择Points-Plane。 Parameters:动摩擦系数 0.3,静摩擦系数 0.36,刚度系数 cstiff,阻尼系数cdiss。 Geometry: 在侧架左侧架左刚体上添加两个接触点,(0.925, 0.07, 0.648) 和 (0.925,-0.07, 0.648) ; 通过指定轮对轮对 1.WSet 上点 (0, 1.018, 0.173) 和外部法向 (0,0,1
11、)来确定接触平面。 Universal Mechanism 9 18 强基训练 复制轴箱轴箱-侧架左前侧架左前生成轴箱轴箱-侧架右前侧架右前, 选择侧架右侧架右作为 1 号物体, 修改轮对轮对 1.WSet上的点为(0,-1.018,0.173) 。 复制轴箱轴箱-侧架左前侧架左前生成轴箱轴箱-侧架左后侧架左后,选择轮对轮对 2.WSet 作为 2 号物体,修改侧架侧架左左的接触点坐标(-0.925,0.07,0.648)和(-0.925,-0.07,0.648) 。 Universal Mechanism 9 19 强基训练 复制轴箱轴箱-侧架左后侧架左后生成轴箱轴箱-侧架右后侧架右后, 选
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- UM 动力学仿真 轨道交通 车桥耦合 磁浮 单轨