[发明专利]一种轨道交通变流器柜体与车体联接刚度确定的方法

说明书

本发明提出了一种轨道交通变流器柜体与车体联接刚度确定的方法，包括：步骤1，建立变流器柜体与车体联接有限元模型；步骤2，验证变流器柜体模态参数；步骤3，变流器柜体与车体联接动力学模型建立；步骤4，设置变流器柜体与车体联接间初始刚度参数k₀；步骤5，对变流器柜体进行振动测试，获取试验模态参数；步骤6，对变流器柜体进行有限元分析，获取计算模态参数；步骤7，对比试验模态参数和计算模态参数之间的差异，并进行优化；步骤8，进确定试验模态参数和计算模态参数一致，获取最终变流器柜体与车体的联接刚度参数。本发明的方法，能有效获得变流柜体与车体之间的联接刚度，用于仿真计算；并可有效降低试验难度，提高结果准确性。

技术领域

本发明涉及一种轨道交通变流器柜体与车体联接刚度确定的方法。

背景技术

随着现代轨道交通行业的快速发展，高铁、地铁、城际、机车等轨道交通产品日渐拉近人们之间的距离。变流器作为轨道交通产品的核心电气部分，其内部电子设备的寿命日渐受到技术开发人员的关注。研究表明，机车振动会对变流器柜体产生较大影响，导致机车变流器柜体内部的某些电子设备振动大幅增强，影响其疲劳寿命，从而导致各种故障频发。

变流器作为动车的关键部件之一，通常通过螺栓联接在车体底部。然而，在进行振动或疲劳寿命仿真分析时，由于缺乏具体的螺栓联接试验数据，通常将螺栓联接作为刚性联接进行处理。但由于加载力矩及工人操作力度不同，联接螺栓安装后其刚度应为一定常数。需要一种方法来获取变流器柜体与车体联接刚度，从而为后续仿真分析提供准确的数据。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轨道交通变流器柜体与车体联接部位刚度确定的方法，该方法通过模态试验和有限元仿真相结合，确定联接部位的刚度参数，从而为振动仿真分析提供准确的数据。

本发明的轨道交通变流器柜体与车体联接刚度确定的方法，包括以下步骤：

步骤1，建立变流器柜体与车体联接有限元模型；

步骤2，验证变流器柜体模态参数；

步骤3，变流器柜体与车体联接动力学模型建立，所述变流器柜体与车体联接动力学模型如下所示：

其中，m为变流器柜体的质量矩阵；k为吊耳与车体联接螺栓的刚度矩阵，c为吊耳与车体联接螺栓的阻尼矩阵；响应点的加速度，为响应点的速度，x(t)为响应点的位移；F(t)为水平或垂直方向的激振力；b和l分别为变流器柜体的长与宽，其中，

吊耳与车体联接螺栓的刚度矩阵，

吊耳与车体联接螺栓的阻尼矩阵，

其中，等效刚度矩阵k_e＝m·(2πf)²，等效阻尼矩阵f为变流器柜体的固有频率，δ为变流器柜体的阻尼比；

步骤4，设置变流器柜体与车体联接间初始刚度参数k₀；

步骤5，对变流器柜体进行振动测试，获取试验模态参数固有频率f和阻尼比δ；

步骤6，对变流器柜体进行有限元分析，获取计算模态参数固有频率f和阻尼比δ；

步骤7，对比试验模态参数和计算模态参数之间的差异，若模态频率差异在5％以内，且振型相同，则认为试验模态和计算模态相同，若不满足条件，则调整动力学模态初始刚度参数k₀，重复步骤6，重新获得计算模态参数，直至满足两者模态频率差异在5％以内，且振型相同的条件；

步骤8，进行多次迭代计算后，确定试验模态参数和计算模态参数一致，获取最终变流器柜体与车体的联接刚度参数。