基于ANSYS二次开发的轮轨耦合模型及应用研究

• 作者: 孟宪金 刘林芽 秦佳良 李辉 左志远
• 来源期刊: 噪声与振动控制
• 学科: 交通运输
• 关键词: 振动与波 ANSYS二次开发 显式积分 隐式积分 轮轨耦合动力学 扣件失效
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 振动理论与数值解法
• 页码范围: 8-13,47
• 页数: 7页
• 分类号: U211.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-1355.2022.01.002

摘要

基于ANSYS的二次开发技术,首先利用APDL语言提出一种具有广泛适用性的轮轨耦合相互作用计算方法.在该计算方法中,车辆部分基于多体动力学理论建模,并通过APDL语言编程到ANSYS中,再根据有限元理论对轨道部分进行仿真,充分考虑轮轨非线性接触,车辆系统和轨道系统分别采用显式积分和隐式积分求解.然后,通过与文献中采用交叉迭代算法计算得到的车辆-轨道垂向耦合系统动力响应对比,验证模型和计算方法的正确性.最后,以高速列车-CRTSⅡ型板式无砟轨道为例,利用该方法分析扣件失效数量对耦合系统动力响应的影响.研究结果表明:单个扣件失效对车辆系统的动力响应影响有限,对于钢轨的动力响应影响较大;扣件失效数量的增加会显著增大车轨系统的动力响应,加剧轮轨的磨耗和相邻钢轨扣件的失效.提出的计算方法可以对不同型式的轨道结构和轨下基础进行分析,对于轮轨耦合动力特性的研究具有很好的适用性.