[发明专利]一种轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法

权利要求书

1.一种轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在SolidWorks软件环境下，对轨道交通车辆门系统中零部件进行三维建模，并将门系统的三维装配体模型转换为ADAMS可导入的中性格式文件。

(2)在Ansys中进行轨道交通车辆门系统中柔性体部件的模态分析，并转换为ADAMS可导入的中性格式文件替换三维装配体中的与其对应的刚体模型。

(3)对仿真模型进行前处理设置，设置零部件材料属性、各零件之间的约束副、外界载荷、驱动。

(4)在Matlab中建立轨道交通车辆门系统的控制算法，例如：正常开、关门的控制算法；模拟开、关门过程中施加外载荷的控制算法。并通过ADAMS/Control模块对门系统进行仿真控制，完成整个轨道交通车辆门系统的运动学及动力学仿真，并调用ADAMS/Solver进行仿真计算，输出轨道交通车辆门系统零部件的位移、速度、加速度及各零件之间的相互作用力的仿真结果。

(5)搭建实验测试平台，并进行门系统运动实验测试，检测门板的位移、速度、加速度及摩擦力实验结果。

(6)将步骤(4)的仿真结果与步骤(5)的实验结果进行比较，若两者的位移曲线误差小于10％，说明所建模型的准确性及仿真分析的可行性，可进行后续的步骤(7)；若两者误差大于10％，说明所建模型与真实模型存在较大的误差，则返回步骤(3)，进行参数修改，调整各约束副的接触参数，包括：刚度、力的非线性指数、最大粘滞阻尼系数、最大阻力时构件的变形深度、静态阻力系数，并重新进行仿真，输出仿真结果，直至两者误差小于10％。

(7)进行正常开、关门的运动仿真及模拟实际运行中出现的工况运动仿真，输出轨道车辆门系统中门板的位移、速度、加速度，输出轨道车辆门系统中关键部件承载轮、滚动锁销、锁套、螺母套的位移、速度、加速度及各零件之间的相互作用力；以轨道交通车辆门系统中门板在关门过程中受到的冲击力最小、关门功率小于1W为优化目标，调整驱动参数分别进行仿真，寻找最佳的门控系统模式；并调整轨道交通车辆门系统中零部件的材料属性、接触参数条件，分别进行仿真，比较相应的输出结果，进而为轨道交通车辆门系统装置后续改进提供理论依据。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(1)中的轨道交通车辆门系统主要部件包括：上导轨1，支撑块2，丝杆3，门板4，门扇胶条5，门槛6，承载轮7，锁套8，螺母座9，滚动锁销10，螺母套11，定位螺钉12，过渡套13。

3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中的采用Ansys进行轨道交通车辆门系统的柔性体部件的建模是指对轨道交通车辆门系统中的柔性部件包括：承载轮7及门扇胶条5进行建模。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中仿真模型的零件材料属性为：上导轨1为硬铝合金，支撑块2为硬铝合金，丝杆3为钢铁，门板为硬铝合金，门槛6为硬铝合金，锁套8为工程塑料，螺母座9为硬铝合金，滚动锁销10为钢铁，螺母套11为硬铝合金，定位螺钉12为钢铁，过渡套13为黄铜。

5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中的仿真模型中约束关系包括：所述约束包括：上导轨1与ADAMS中ground(大地)设置固定副；支撑块2与上导轨1设置固定副，丝杆3与支撑块2设置转动副；门板4与螺母套11设置旋转副；滚动锁销10与丝杆3设置接触；滚动锁销10与螺母套11设置旋转副；丝杆3与过渡套13设置接触；丝杆3与锁套8设置接触；过渡套13与定位螺钉12设置接触；过渡套13与螺母座9设置旋转；过渡套13与螺母套11设置球铰副；螺母套11与定位螺钉12设置固定副；螺母座9与锁套8设置固定副；门板4与承载轮7设置转动副；门板4与门扇胶条5设置固定副；门板4与门槛6设置移动副，门槛6与ADAMS中ground(大地)设置固定副。

6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中的载荷和驱动包括：门板4设置外界等效载荷，螺母套11与螺母座9设置扭簧载荷，丝杆3设置旋转动力驱动。