[发明专利]动车组车体模态计算方法及装置

权利要求书

1.一种动车组车体模态计算方法，其特征在于，包括：

根据动车组车体各部位样件的几何尺寸参数计算各部位等效的中间层的各项异性材料的属性参数；

将动车组车体划分为单层壳网格；

获取每个网格的上表面层参数、下表面层参数及所述中间层的各项异性材料的属性参数；

将所述上表面层参数、下表面层参数及中间层的各项异性材料的属性参数输入到整车模态模型中，计算动车组的车体模态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各项异性材料的属性参数包括：各项异性材料的弹性模量、剪切模量、泊松比和密度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据动车组车体所述各部位样件的几何尺寸参数计算各部位等效的中间层的各项异性材料的属性参数之后，还包括：

根据等效的中间层的各项异性材料的属性参数采用等效方法进行所述各部位样件的前预设阶数的模态计算，以获得所述各部位样件各阶数的第一固有频率；

采用所述各部位样件原结构类型的有限元计算的方法进行所述各部位样件的前预设阶数的模态计算，以获得所述各部位样件各阶数的第二固有频率；

将所述各部位样件的各阶数的第一固有频率和第二固有频率进行比较；

若某一个或多个阶数的第一固有频率和第二固有频率的差值绝对值大于预设阈值，则对中间层的各项异性材料的弹性模量、剪切模量进行优化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对中间层的各项异性材料的弹性模量、剪切模量进行优化，具体包括：

以各部位样件的各阶数的第二固有频率为目标，以所述弹性模量及所述剪切模量为优化变量，以所述各部位样件的总质量不变为约束条件，进行所述弹性模量及所述剪切模量的优化，以使所述各部位样件的各阶数的第一固有频率与第二固有频率的差值绝对值小于预设阈值。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，若动车组车体的部位为边梁，则还包括：

采用LANCZOS方法进行边梁原结构类型的有限元计算。

6.一种动车组车体模态计算装置，其特征在于，包括：

等效参数计算模块，用于根据动车组车体各部位样件的几何尺寸参数计算各部位等效的中间层的各项异性材料的属性参数；

划分模块，用于将动车组车体划分为单层壳网格；

获取模块，用于获取每个网格的上表面层参数、下表面层参数及所述中间层的各项异性材料的属性参数；

整车模态计算模块，用于将所述上表面层参数、下表面层参数及中间层的各项异性材料的属性参数输入到整车模态模型中，计算动车组的车体模态。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述各项异性材料的属性参数包括：各项异性材料的弹性模量、剪切模量、泊松比和密度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第一部位模态计算模块，用于根据等效的中间层的各项异性材料的属性参数采用等效方法进行所述各部位样件的前预设阶数的模态计算，以获得所述各部位样件各阶数的第一固有频率；

第二部位模态计算模块，用于采用所述各部位样件原结构类型的有限元计算的方法进行所述各部位样件的前预设阶数的模态计算，以获得所述各部位样件各阶数的第二固有频率；

参数优化模块，用于将所述各部位样件的各阶数的第一固有频率和第二固有频率进行比较；若某一个或多个阶数的第一固有频率和第二固有频率的差值绝对值大于预设阈值，则对中间层的各项异性材料的弹性模量、剪切模量进行优化。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述参数优化模块，具体用于：以各部位样件的各阶数的第二固有频率为目标，以所述弹性模量及所述剪切模量为优化变量，以所述各部位样件的总质量不变为约束条件，进行所述弹性模量及所述剪切模量的优化，以使所述各部位样件的各阶数的第一固有频率与第二固有频率的差值绝对值小于预设阈值。

10.根据权利要求6-9任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

边梁参数计算模块，用于若动车组车体的部位为边梁，则采用LANCZOS方法进行边梁原结构类型的有限元计算。