[发明专利]一种基于参数化设计的整车碰撞仿真方法无效

申请号：	201110275498.9	申请日：	2011-09-16
公开（公告）号：	CN102339350A	公开（公告）日：	2012-02-01
发明（设计）人：	聂宏;晋萍	申请（专利权）人：	南京航空航天大学
主分类号：	G06F17/50	分类号：	G06F17/50
代理公司：	南京经纬专利商标代理有限公司 32200	代理人：	许方
地址：	210016 江***	国省代码：	江苏;32
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	一种基于参数设计整车碰撞仿真方法
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种基于参数化设计的整车碰撞仿真方法，属于非线性有限元和非线性多体动力学相结合的轨道车辆整车碰撞研究领域。

背景技术

列车由多节车厢组成，其碰撞不同于汽车、飞机、船舶等交通工具的单体撞击，它既有单车的撞击破坏情况，又有各车间的互撞问题。列车多体偶合撞击既有多质点系统动力学，又有塑性大变形的结构动力学，列车多体撞击动力学的研究涵盖了多质点系统动力学、弹塑性结构动力学、冲击动力学等固体力学的理论及方法。目前国内对轨道车辆被动安全技术的研究主要有两类：一是运用多体动力学软件来分析列车在碰撞过程中的运动学、动力学特性，由于这些软件不能很好的模拟材料的非线性和弹塑性变形，工程运用中有其局限性；另外一种就是运用有限元软件如LS-DYNA、MSC-DYTRAN等进行结构的大变形、非线性瞬态分析，由于这些软件在计算中，单元的变形和扭曲，会引起时间步长的急剧减小，导致计算效率下降，当时间步长小于最小时间步时系统报错致使计算停止，工程运用中模型不能大，研究集中在对头车进行各工况的非线性有限元碰撞仿真分析。

国内目前对轨道车辆被动安全技术的研究离工程应用尚有一段距离，在进行碰撞分析的过程中，研究集中在对头车进行了各工况的非线性有限元碰撞仿真分析，但是没有对整车碰撞的有效的仿真方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于参数化设计的整车碰撞仿真方法。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种基于参数化设计的整车碰撞仿真方法，包括如下步骤：

步骤1，确定整车各吸能元件的撞击力-冲程图，确定各车厢之间能量吸收装置的等效总刚度，所述能量吸收装置包括多个吸能元件，具体步骤如下：

步骤1-1，采用非线性有限元分析方法进行数值仿真求解或者实验得到吸能元件的撞击力--冲程图；

步骤1-2，确定能量吸收装置的等效总刚度：

当吸能元件并联时，且各吸能元件的变形不耦合，并联后的刚度大小为各吸能元件原有撞击力相加，冲程不变；

当吸能元件串联时，串联后的刚度大小为各吸能元件原有冲程相加，撞击力不变；

步骤2，定义整车碰撞力学模型，用u₁，…，u_N的N个坐标来描述车厢m₁，…，m_N从静平衡位置算起的位移，f₁，…，f_N是作用在车体m₁，…，m_N上的摩擦力，N为总车厢数，F₁(u)，…，F_N(u)是头车和其它车的能量吸收装置的等效作用力，按Newton第二定律写出N节车厢的运动微分方程：

m₁ü₁＝F₂(u₂-u₁)-F₁(u₁)+f₁