[发明专利]一种车轨耦合振动试验的模拟方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种车轨耦合振动试验的模拟方法、装置及系统，其中，该方法包括：建立桥梁模型、相邻车辆模型、车桥耦合模型；确定第一桥梁子模型的第一振动响应；确定试验车辆作用在实验平台上的当前物理参数；将当前物理参数作用至桥梁模型，并确定第一桥梁子模型对试验车辆的车桥振动响应；确定第二桥梁子模型的第二振动响应；根据第二振动响应确定第二桥梁子模型的振动变形参数，并重新确定当前物理参数，重复上述确定第二振动响应的过程，动态模拟车轨耦合振动试验。通过本发明实施例提供的车轨耦合振动试验的模拟方法、装置及系统，可以完整、真实再现车辆线路运行时的车轨耦合作用过程，可以满足试验时再现实际车轨耦合振动需要。

技术领域

本发明涉及试验模拟技术领域，具体而言，涉及一种车轨耦合振动试验的模拟方法、装置及系统。

背景技术

磁浮交通系统是一个典型的工程科学问题，全面可靠的试验验证是安全运行的技术保证，一种磁浮列车线路轨道模拟试验台是掌握磁浮关键核心技术，实现磁浮系统工程化的有效途径。磁浮车辆系统悬浮架、电磁铁、悬浮控制系统共同组成磁浮车辆的走行系统。走行系统是磁浮交通系统车辆子系统的重要部件之一，具有承载、机械解耦、减振等功能。磁浮车辆通过走行系统、悬浮导向系统与线路轨道相互作用，实现车辆稳定悬浮和安全运行。车辆运行涉及机械工程、控制工程、土木工程等多学科交叉，是一个典型的工程科学问题。

针对磁浮车辆级试验验证，目前并没有专门的试验环境，国内外缺乏一套能够满足常导磁浮系统整车级车辆、轨道相互作用实验平台。面向工程化的磁浮车辆系统需要一套可实现多运行工况模拟实验室模拟环境。

目前磁浮列车车辆试验要么采用车辆模型开展车辆系统动力学仿真研究，要么就是采用整车的实际调试研究。前者的研究过于简单，没有针对性，不能反映复杂的实际的车辆-悬浮控制-弹性桥梁结构耦合振动环境，后者属于既成事实下的试验，不能达到最佳的效果。因此这两种试验方法均不理想也不尽合理。

磁浮技术发展在由理论研究向产品转化、工程应用时缺少了重要的试验环节，特别是面向工程应用时，国内外研发机构、车辆企业均缺乏针对磁浮技术应用研究的试验平台，严重制约了磁浮技术发展，特别是磁浮技术工程化的进程。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种车轨耦合振动试验的模拟方法、装置及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种车轨耦合振动试验的模拟方法，包括：

建立桥梁模型以及与实际的试验车辆相邻的相邻车辆模型，并确定所述相邻车辆模型与所述桥梁模型之间的车桥耦合模型；

基于所述车桥耦合模型确定所述相邻车辆模型对第一桥梁子模型的耦合作用，并确定所述第一桥梁子模型的第一振动响应；所述第一桥梁子模型为所述桥梁模型中与所述相邻车辆模型相对应的部分模型；

当所述试验车辆悬浮在实际的实验平台上时，确定所述试验车辆作用在所述实验平台上的当前物理参数，所述当前物理参数包括当前时间点的电磁力和/或振动响应；

将所述当前物理参数作用至所述桥梁模型，并确定所述第一桥梁子模型对所述试验车辆的车桥振动响应；

根据所述当前物理参数和所述车桥振动响应确定第二桥梁子模型的第二振动响应，所述第二桥梁子模型为与所述桥梁模型中所述试验车辆相对应的部分模型；

根据所述第二振动响应确定所述第二桥梁子模型的振动变形参数，并基于所述振动变形参数调整所述实验平台的工作状态，之后重新确定所述试验车辆作用在所述实验平台上的当前物理参数，并重复上述确定第二振动响应的过程，动态模拟车轨耦合振动试验，直至试验结束。

在一种可能的实现方式中，所述相邻车辆模型包括前车辆模型和后车辆模型。

在一种可能的实现方式中，所述建立桥梁模型，包括：