[发明专利]一种轨道车辆车体铝型材结构的声振等效建模方法

权利要求书

1.一种轨道车辆车体铝型材结构的声振等效建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、建立铝型材结构有限元模型；

将铝型材的宽度方向作为x轴，长度方向作为y轴,高度方向作为z轴，在铝型材的四边加载刚性单元；

S2、计算弹性模量E_x和泊松比ν_x；

在铝型材左、右两端的刚性单元上施加大小为M_x，方向相反的弯矩，在有限元软件中进行静态分析，得到上面板中心点在x轴方向的应变ε_x1,下面板中心点在x轴方向的应变ε_x2,上面板中心点在y轴方向的应变ε_y1,下面板中心点在y轴方向的应变ε_y2；弹性模量E_x的计算公式为：

泊松比ν_x的计算公式为：

S3、计算弹性模量E_y；

在铝型材前、后两端的刚性单元上施加大小为M_y，方向相反的弯矩，在有限元软件中进行静态分析，得到上面板中心点在x轴方向的应变ε_x3,下面板中心点在x轴方向的应变ε_x4,上面板中心点在y轴方向的应变ε_y3,下面板中心点在y轴方向的应变ε_y4；弹性模量E_y的计算公式为：

S4、计算剪切模量G_xy；

在铝型材左、右两端的刚性单元上施加大小为M_xy，方向相反的扭矩，在有限元软件中进行静态分析，得到上面板中心点在xy轴方向的剪切应变γ_xy1，下面板中心点在xy轴方向的剪切应变γ_xy2；剪切模量G_xy的计算公式为：

S5、计算剪切模量G_xz；

在铝型材左端的刚性单元上施加大小为Q_x，方向为z轴正方向的力，同时施加大小为M₁＝Q_xlw/2，方向为y轴负方向的力矩；在铝型材右端的刚性单元上施加大小为Q_x，方向为z轴负方向的力，同时施加大小为M₁，方向为y轴负方向的力矩；固定约束下面板的中心点，在有限元软件中进行静态分析，计算上面板中心点在x轴方向的位移δ_x，定义A点的x坐标与下面板中心点距离为Δ_x，A点的y坐标和z坐标与下面板中心点相同，点A在z轴方向的位移为δ_Az；剪切模量G_xz的计算公式为：

S6、计算剪切模量G_yz；

在铝型材前端的刚性单元上施加大小为Q_y，方向为z轴正方向的力，同时施加大小为M₂＝Q_ylw/2，方向为x轴正方向的力矩；在铝型材后端的刚性单元上施加大小为Q_y，方向为z轴负方向的力，同时施加大小为M₂，方向为x轴正方向的力矩；固定约束下面板的中心点，在有限元软件中进行静态分析，计算上面板中心点在y轴方向的位移δ_y,定义B点的y坐标与下面板中心点距离为Δ_y，B点的x坐标和z坐标与下面板中心点相同,点B在z轴方向的位移为δ_Bz；剪切模量G_yz的计算公式为：

S7、计算等效密度ρ_eq；

在有限元软件中读取铝型材的质量m，计算等效密度ρ_eq，等效密度ρ_eq的计算公式为：

S8、建立声振等效模型；

在有限元软件中建立宽度为w，纵向长度为l的二维板件模型，对其划分网格后，加载步骤S2至S7计算得到的弹性模量E_x、泊松比ν_x、弹性模量E_y、剪切模量G_xy、剪切模量G_xz、剪切模量G_yz、等效密度ρ_eq作为二维板件模型的材料参数，即得到声振等效模型。