[发明专利]基于MBD与SVM的车钩动态可靠性预测方法

权利要求书

1.一种基于MBD与SVM的车钩动态可靠性预测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、可靠性预测的方案设计；

S2、可靠性预测方案的MBD实现；

S3、MBD仿真试验的数据处理；

S4、可靠性预测结果；

根据实验数据同规定标准中的数值进行比对，确定可靠性预测结果；

步骤S1中，可靠性预测的方案设计，具体包括以下步骤：

S11、车钩动态可靠性包括：

上锁提的动态可靠性、一级防跳的动态可靠性、二级防跳的动态可靠性、车钩防分离的动态可靠性；

S12、车钩动态可靠性的评价指标的确定；

S13车钩动态可靠性的影响因素的确定；

车钩动态可靠性与车钩承受随机振动加速度方向及大小有关，随机振动加速度分为单独垂向振动加速度A_y、单独纵向振动加速度A_x、垂向与纵向耦合振动加速度A_x+y；

S14、车钩动态可靠性预测的方案的具体设计；

步骤S12中，车钩动态可靠性的评价指标的确定，具体包括以下步骤：

—上锁提的动态可靠性评价指标：

车辆运行中，上锁提未被链环拉起，则上锁提动态性能可靠；反之，上锁提动态性能不可靠；

—一级防跳的动态可靠性评价指标：

车辆运行中，上锁销杆未脱离防跳台，则一级防跳动态性能可靠；反之，一级防跳动态性能不可靠；

—二级防跳的动态可靠性评价指标：

车辆运行中，上锁销未超过钩体内表面，则二级防跳动态性能可靠；反之，二级防跳动态性能不可靠；

—车钩防分离的动态可靠性评价指标：

车辆运行中，锁铁质心相对于钩舌的垂向位移小于等于52mm，则车钩防分离动态性能可靠；反之，车钩防分离动态性能不可靠；

步骤S14中，车钩动态可靠性预测的方案的具体设计步骤如下：

S141、试验输入：车钩承受随机振动加速度方向及大小；

S142、根据步骤S12中车钩动态可靠性的评价指标的确定，判定车钩动态可靠性；

S143、试验精度ε：根据实际情况，合理设置精度；

S144、车钩承受随机振动加速度方向包括单独垂向、单独纵向、垂向与纵向耦合情况；

步骤S2中，可靠性预测方案的MBD实现的具体步骤如下：

S21、MBD建模；

S211、车钩几何模型的创建，S212、车钩物理模型的创建，S213、车钩数学模型的创建；

S21、MBD求解：

数学模型建立完毕后，多体动力学软件会根据求解器中的运动学、逆向动力学、动力学等算法，对所建立的数学模型进行迭代求解，得到所需要的分析结果；

步骤S211中，车钩几何模型的创建，具体包括以下步骤：

在CAD软件中完成车钩零部件建模，并装配到正确位置，各零部件装配位置的准确性关系到后续仿真时连接的添加以及零部件碰撞时接触力位置与方向，最后将CAD软件中的车钩装配体模型保存为STEP格式的文件；

步骤S212中，车钩物理模型的创建，具体包括以下步骤：

S2121、模型导入多体动力学软件：

在多体动力学软件中导入保存好STEP格式的车钩模型，由于导入模型是全部零件的装配体以及部分冗余杂点，全部的模型进行仿真时计算量较大，为方便计算需将模型进行简化处理如将一些零件进行合并；

S2122、构建加速度方向矢量：

在多体动力学软件中构建一个圆柱体，以圆柱的两个底面圆连接的方向作为加速度施加的方向，该方向可作为纵向、垂向、纵向与垂向耦合加速度的方向；

S2123、创建约束：

—固定副：

钩体与车钩提杆座，钩体与车钩提杆座，销轴I与开口销，销轴II与开口销，端墙与钩体，钩舌销与钩体，钩舌销与钩舌，加速度方向矢量与大地；

—旋转副：

推铁与钩体；

—移动副：

钩体与加速度方向矢量；

S2124、创建驱动：

给钩体施加一个与加速度方向矢量相同的驱动，大小为A，驱动函数为STEP(TIME，0，0，T，A)；

S2125、创建接触：

—体接触：

钩体与上锁提、钩体与锁铁、上锁提与上锁销、钩体与上锁销杆、锁铁与上锁销杆、上锁销与上锁销杆、下链蹄环与开口销、上链蹄环与开口销、上链蹄环与链环、链环与下链蹄环、钩体与钩舌、钩舌与锁铁、推铁与锁铁、推铁与钩体、推铁与钩舌、上链蹄环与下链蹄环、链环与提钩杆；

—扩展面接触：

钩体与上锁销、销轴II垫圈端面与链蹄环端面、下链蹄环与上锁提端面、下链蹄环与上锁提端面、上锁提与链蹄环柱面、上锁提凹面与链蹄环柱面、链蹄环端面与上锁提端面、钩体与上锁销杆、上锁销杆与上锁销柱面、上锁销杆与上锁销曲面、上锁提与上锁销、销轴II柱面与垫圈柱面、销轴II柱面与链蹄环柱面、销轴II柱面与提钩杆柱面、销轴II端面与垫圈端面、销轴I顶端面与上锁提端面、销轴I顶柱面与上锁提凹面、提钩杆与车钩提杆座、提钩杆与车钩提杆座、提钩杆端面与上链蹄环端面、提钩杆端面与上链蹄环端面、提钩杆与端墙端面、销轴I端面与下链蹄环端面、销轴I柱面与链蹄环柱面、销轴I柱面与上锁提柱面；

S2126、定义接触参数：

刚度100000N/mm、阻尼50N-sec/mm、静摩擦门槛速度0.1mm/sec、动摩擦门槛速度10mm/sec、动摩擦系数0.25、静摩擦系数0.3、恢复系数0.15、刚度指数1.5、阻尼指数1.5；

S2127、仿真参数设置：

仿真的时间3s，设置步长为300，步长因子为100，重力加速度大小为9806.65mm/s²，重力方向为-Y；

S2128、通过改变加速度的方向与大小，进行不同工况仿真试验，模拟车钩的实际运行状态。