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专利号: 2016101417124
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轨道车辆车体的一维加垫方法,用于模拟车体落车在工艺簧上的加垫状态,其利用如下称重方法得到的称重数据计算加垫量以及加垫位置:在称重试验台的4个称重支撑点上方安装工艺簧,车体称重落车时直接与工艺簧接触,车体压缩工艺簧使得四个称重支撑点都与车体柔性接触,车体不发生变形,得到四个称重支撑点的支撑力F1、F2、F3、F4,所述工艺簧的选取首先要能够满足承载强度要求,设车体支撑点等效垂向刚度为kc,工艺簧垂向刚度为kh,落车后两者串联后的刚度为k,则为了忽略不同车体因等效垂向刚度不同带来的差异,要求选取的工艺簧的垂向刚度kh远远小于等效垂向刚度kc,则k近似等于工艺簧垂向刚度kc,所述一维加垫方法其特征在于包括如下步骤:

(1)求解车体一维加垫刚度矩阵:借助车体静平衡方程以及变形协调方程求解四个支撑点载荷,然后对载荷求加垫量偏导数,得到某一位置单位加垫量引起四个支撑点的载荷变化量,即是加垫刚度矩阵;

(2)借助加垫刚度矩阵求解出四个位置加垫之间的等效关系,将多位置加垫等效为一个位置加垫,即一维加垫方法,该方法的原理为:一个位置加垫,该位置和对角位置的力都会增加,且增加量相同,其余两个位置的力会减小,减小的量相等且等于另外两个支撑力增加的量;依据此方法将四个位置加垫等效为一个位置加垫;

(3)将车体一维加垫方法汇编为计算机语言,即得到车体一维加垫算法,实现车体的智能化加垫;

(4)车体柔性称重完成之后,将初始载荷等信息输入到轨道车辆车体柔性称重的一维加垫算法中,一维加垫算法就可以直接给出加垫位置以及加垫量。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆车体的一维加垫方法,其特征在于:所述步骤(1)进一步为:根据力学基本原理以及变形协调条件列出四点柔性称重的变形协调方程:其中,F1、F2、F3、F4为二系支撑点的四个支撑力,b为支撑点纵向跨距的一半,a为支撑点横向跨距的一半,ΔX为车体重心在纵向的偏移量,ΔY为车体重心在横向的偏移量,P为车体总重量,并用c表示工艺簧的柔度, k为二系工艺簧的刚度;h1、h2、h3、h4分别为4个支撑点的加垫高度;

求解方程可以得到:

对Fi求hi的偏导,写成4×4的矩阵[K]:

其中,Ki,j为Fi对hi的偏导,其中i,j=1,2,3,4位;Ki,j表示i位加垫引起第j点支撑力的变化量;令 则可以简化为:[K]称为加垫刚度矩阵,而且所选取的工艺簧的垂向刚度的四分之一就是刚度矩阵中C的具体数值。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆车体的一维加垫方法,其特征在于:所述步骤(2)进一步为:由加垫刚度矩阵[K]得知:在某一个位置加垫,该位置和对角位置的力都会增加,且增加量相同;其余两个位置的力会减小,减小的量相等且等于另外两个支撑力增加的量,因此,不同位置加垫量能够等效为同一个位置加垫,假设四个位置的加垫量分别为ni,i=1,

2,3,4,则等效加垫量为:

n=n1-n2-n3+n4

当n>0时,将垫片加在1位或者4位;当n<0时,将垫片加在2位或者3位,这就是一维加垫方法。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆车体的一维加垫方法,其特征在于:所述步骤(3)进一步为:以一维加垫方法为基础,开发轨道车辆车体柔性称重的一维加垫算法,该算法的迭代过程是:a.输入初始载荷信息、控制偏差以及工艺簧刚度;

b.生成刚度矩阵,计算最大偏差;

c.搜索最小力的位置,在该位置模拟加单位量的垫片,并计算加垫后四个位置载荷值;

d.判断加垫量是否达到工艺要求的上限量,如果达到上限量,程序结束,否则,继续下一步;

e.计算加载后四个位置载荷的最大偏差值,与上一次偏差值比较,如果小于上一次偏差,重复步骤b,否则继续下一步;

f.输出上次加垫后四个位置载荷、加垫量以及载荷最大偏差;

g.判断最大偏差是否小于控制偏差,如果不小于控制偏差,系统会给出警告信息,循环结束,如果小于控制偏差,循环直接结束;

h.程序停止后,输出最终加垫量、调整后载荷以及最大偏差。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆车体的一维加垫方法,其特征在于:所述步骤(4)进一步为:车体柔性称重完成之后,将初始载荷等信息输入到轨道车辆车体柔性称重的一维加垫算法中,一维加垫算法直接计算出加垫位置以及加垫量,高效完成车体载荷调整。

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