机械动力学软件SIMPACK上级报告

机械动力学软件SIMPACK上级 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 (201-~201-学年第1学期) 姓名: 班级: 学号: 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 目录 第一章、单摆模型..................................................................................................... 1 第二章、双摆模型..................................................................................................... 5 第三章、3连杆机构的建立 ....................................................................................... 8 第四章、转向架的建立.............................................................................................12 第五章、车体的建模 ................................................................................................37 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 第一章、单摆模型 1.1新建模型 主菜单》，单击 ，新建一个名为mingchenPendulum 文件。如图1-1。 图 1-1 1.2 新建一个Body 点开建模窗口》单击 新建名为$B_mingchen_Body1的刚体双击【,B_mingchen_Body1】并设置参数如下: 质量Mass=5.0kg质心(x,y,z)=(0,0,-0.3). 1 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 22 转动惯量为Ixx=Iyy=10.0,Izz=1.0.如图1-2. kg.kg.mm 单击【3D Geometry】 并双击【$P_mingchen_Body_1_CUbody】设置模型的外形参数.并单击【OK】完成.如图1-3所示。单击【save】保存设置。 图 1-2 模型参数 图 1-3 外形设置 1.3销钉的建立 回到建模窗口》单击 》双击【,B_mingchen_Body1】》 【3DGeometry】 新建一个实体【$P_mingchen_Body_1_Cubody_2】 双击【$P_mingchen_Body_1_Cubody_2】设置模型参数如图1-4所示。单击平【OK】返回建模窗口。单击【save】保存设置。 2 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 1-4 销钉参数 1.4 铰的新建和体的铰接 单击》双击$J_Body1》单击 选择01号铰接并设置参数如图1-5所示，并铰接2个体，单击【OK】返回建模窗口完成铰的建立。并保存设置。 3 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 1-5 铰参数 1.5运行并保存模型 单击 》单击【go】运行模型》单击【File】》save》【File】》Exit。 图 1-6 运行窗口 图 1-7 模型 4 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 第二章、双摆模型 2.1模型的建立 主菜单》，单击 ，新建名为 mingchen_dublePendulum的文件,如图2-1所示。 图 2-1 双摆模型 复制已经建立的单摆模型并修改刚体名字为$B_mingchen_Body1_2. 5 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2.2Mark的建立 在体$B_mingchen_Body1_2建立Mark点为(0,0，-0.7)命名为$M_mingchen_Body1_2_1，如图2-2所示.点击【save】保存设置。 图 2-2 Mark参数 2.3体2摆杆的建立 单击》单击 建立新刚体命名为【$B_mingchen_baigan】双击【$B_mingchen_baigan】进入参数设置。摆杆参数为质量Mass=2.5kg,重心位置=(0,0，-0.5)m,转动惯 22量为Ixx=Iyy=15 Izz=1.0。单击【save】保存设置。 kg.kg.mm 6 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2.4铰的建立 主菜单》单击》双击$J_mingchen_baigan 设置铰的参数，选择01号铰如图2-3所示。单击【OK】》单击【save】。 图 2-3 铰的设置 2.5铰接摆杆和Body 将摆杆和body铰接上的Mark铰接起来并运行模型。图2-4所示. 图 2-4 运行窗口 7 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2.6传感器的建立 建立传感器S_1，选择marker点从$M_mingchen_Body1_2_1到$M_mingchen_baigan。设置时间进行时间积分并获得结果如图2-5所示. 图 2-5 传感器运行结果 单击【File】》save》【File】》Exit。 第三章、3连杆机构的建立 3.1新建模型 主菜单》，单击 ，新建mingchen_3liangan的文件. 8 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 3.2杆1的建立 1) 建模窗口》单击》双击body_1》创建Body【$B_mingchen_Body1】 双击【$B_mingchen_Body1】进行参数以及模型外形的建立，如图2-6所示。 图 2-6 杆1 2) 在杆1上建立3个Mark点分别为(0,0,0.2)，(0,0,-0.2)，(0,0,0). 3) 复制杆1粘贴并修改名称为$B_mingchen_Body2，$B_mingchen_Body3。 3.4 铰的建立 1) 建模窗口》单击》双击【$B_mingchen_Body1】 9 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2) 设置如图2-7所示参数的铰，选取01号铰，设置完成单击【ok】》单击【save】保存设置。 图 2-7 铰设置 3) 杆与杆之间的铰接。如图2-8,2-9所示。 图 2-8 杆1，2的铰接 图2-9 杆2，3的铰接 10 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 3.5 约束的建立 1) 支座的建立 建模窗口》单击》双击【$B_Isys】》单击，新建一个Maker 坐标为(0,0.4,0)命名为$M_Isys_mingchen，如图2-10所示。 图 2-10 支座 2) 约束的建立 建模窗口》单击》单击，新建一个名为$L_mingchen的约束，选用25号约束，约束设置如图2-11所示。分别约束Y方向和Z方向上的自由度。 3) 单击》返回建模窗口》单击【save】保存设置。 11 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 3.6 模型的运行和保存 建模窗口》单击》单击【go】》单击【OK】》单击》【File】》【Exit】. 图 2-11 约束设置 图 2-12 模型 第四章、转向架的建立 4.1 轮对1的建立 1) 新建一个文件名为mingchenbogied的文件，单击进入建模窗口。 12 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2) 环境变量的设置 建模窗口》Globals》Gravity，设置重力。 图 4-1 重力设置窗口 3) 第一个轮对的建立 建模窗口》Element》bodies，设置轮对参数。新建轮对名为$B_6551WS1， 22 轮对参数:轮对质量=1250kg，三向惯量Ixx=Izz1000,Iyy=100 kg.kg.mm 13 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 4-2 轮对参数 4) 参数化设置 设置所有转向架相关的参数如图4-3所示。 图 4-3所示 5) 设置轮对外形 单击【3D Geometry】进入轮对外形参数设置。如图4-4所示。 图 4-4 14 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 双击【$P_6551WS1_Cuboid】进行参数设置。如图4-5所示。 图 4-5 轮对参数设置 6) 运动副和铰的设置 建模窗口》单击》双击$J_6551WS1进行参数设置。图4 -6所示。 图 4-6 7) 设置轮轨接触。 15 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 单击设置轮轨参数。设置参数如图4-7所示。单击【OK】然后单击【save】保存. 图 4-7 轮轨参数 8) 轨道的建立 建模窗口》单击进入轨道参数设置。 16 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 轨道类型选取直线如图 4-8所示。 图 4-8 轨道类型选取 轨道长度为10000m参数如图4-9所示。设置完成后单击【OK】返回并保存. 图4-9 轨道设置 17 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 9) 其他参数的设置 建模窗口》单击进行参数设置，参数设置如图4-10所示，单击 》回到建模窗口，单击【save】保存设置. 图 4-10 速度初始化 18 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 4.2 轮对2的建立 1) 建模窗口》单击》双击【$B_6551WS2】》单击选取WS_1，然后单击【ok】返回保存设置。 图 4-11 轮对2参数 2) 单击【Generate/Update Wheel-Rail Elements of Joint】设置轮轨接触。同轮对1设置轮轨关系，然后单击【save】保存设置。 19 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 4.3 构建的建立 1) 建模窗口》单击，进行刚体的建立。新建一刚体命名为$B_6551BF，双击【$B_6551BF】进行参数设置。参数如图4-12所示。 图 4-12 构架参数 2) 单击》双击【$P_6551BF_FRAME】弹出外形参数设置窗口进行构架外形参数的设置。 20 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 单击选取22号构架类型。其他参数设置如图4-13所示。 图 4-13 构架参数 3) 构架横梁的设置 单击【3D Geometry】并建立两新体，分别命名为$P_6551_BF1_trvef1/2。 分别双击【$P_6551_BF1_trivef1】【$P_6551_BF1_trvef2。】进入图形设置窗口，基本参数如图4-14所示。 21 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 设置完成后单击【ok】》【save】保存设置。 图4-14 横梁参数 4) 前后端梁的设置 单击【3D Geometry】并建立两新体，命名为$P_6551BF_DQ1/2并双击$P_6551BF_DQ1/2分别设置参数如图4-15所示。然后单击【ok】退出模型建立并保存设置。 图4-15 端梁参数 22 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 5) 运动副的建立 建模窗口》单击》双击【$M_6551BF】，设置如图4-16所示的运动副。 图 4-16 运动副参数 参数设置好后回到建模窗口》单击【save】》单击【file】》单击【relod】。 4.4 轴箱的建立 1) 建模窗口》单击 新建一个刚体命名为$B_6551AB1通过参数化设置输 入数据设置参数:质量为60kg,转动惯量Ixx=Izz=80,Iyy=60。如图4-17所 示。 2) 单击进入轴箱外形参数设置。设置参数如图4-18所示.设置完 成后点击【OK】返回。 23 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 轴箱参数 图 4-17 轴箱外形参数 图 4-18 24 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 3) Mark的建立 点击【Markers】，进入标志点设置窗口，新建三个标志点。 拉杆标志点$M_6551_AB1_mark1(0.4,0,0) 弹簧标志点$M_6551_AB1_mark2(0,0，-0.3) 减震器标志点$M_6551_AB1_mark3(-0.3,0,0.3)。 4) 复制轴箱并复制3次同样的并修改名称一次为AB2、AB3、AB4 4.5轴箱的铰接 建模窗口》单击进入铰的设置，如图4-19所示。然后单击【OK】.其他三个轴箱应用等同于轴箱一完成轴箱的铰接. 图 4-19 铰参数设置 4.6 构架上Marker的建立 单击》双击【$B_6551BF】》单击，进入MARK的建立。 25 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 新建四组与轴箱相对应的mark点，及前后端梁的mark共14个。建好后的Marker点如图4-20所示. 图 4-20 Marker点的创建 4.7 力的建立 1) 轴箱AB与构架力的建立。 建模窗口》单击》单击，新建拉杆力元，弹簧减振力元，弹簧力元。力元的建立列表如图4-21所示。分别一次命名为$F_BF2_ab4_1/2/3、$F_BF2_ab3_1/2/3、$F_BF2_ab2_1/2/3、$F_BF2_ab1_1/2/3。 图 4-21 力元列表 26 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2) 设置拉杆力元参数 点击$F_BFab1_3进入力元参数的设置。选用03号力元，采用参数化设置，设置好拉杆力元参数，在用同样方法分别设置好另外设置好其他4个轴箱上拉杆力元参数分别依次命名为$F_BF2_ab2_3、$F_BF2_ab3_3、$F_BF2_ab4_3，如图4-22所示.完成拉杆力元的设置后单击【OK】回到建模窗口单击【save】保存设置。拉杆力元的参数为1e7、6e6、1e7，在相应位置建立好新的marker点并保存设置. 图4-22 拉杆力元参数 3) 弹簧的设置 27 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图4-23 弹簧的设置 设置弹簧参数如上图所示，采用03号力元力分别为2e5、2e5、3e6，均采用参数化设置输入数据，然后应用等同于命令分别建立另外3个弹簧参数，分别一次命名为$F_BF2_ab2_2、$F_BF2_ab3_2、$F_BF2_ab4_2.完成设置后单击【OK】回到建模菜单单击【save】保存设置。 4) 减震器的设置。 建模菜单》单击.》单击，命名为$I_mingchen_DAMPER，并双击$I_mingchen_DAMPER进入参数设置如图4-24所示。 图 4-23 阻尼参数 28 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 完成阻尼参数的设置回到建模窗口点击【save】保存设置。完成设置后图如4-24所示。 图4-24 阻尼参数图 力元的建立:建模窗口》单击》单击 新建力元，选择06号力元，荷载2e7，应用参数化设置输入数据参数，完成建立后回到建模窗口点击【save】保存设置，然后应用等同于命令分别建立另外3个力元，参数如图4-25所示。 29 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 力元参数设置 图4-25 4.8 模型称重 弹簧长度初始化如图4-26所示。 图4-26 弹簧设置窗口 30 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 称重速度的设置，设置初始速度为1km/h。如图4-27所示。 图4-27 速度设置窗口 完成设置后点击，在点击.然后保存。 主菜单》单击进入称重窗口如图4-28所示，点击【Initialise with All】，再点击【Perform Calculation】弹出称重结果。如图4-29所示。 31 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图4-27 称重窗口 图4-28 称重结果 32 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 4.9 模型积分设置 1) 积分速度的设置 单击进入速度设置，设置积分速度为40km/h，然后点击 ，保存。设置结果如图4-29所示。设置完成后点击【file】》【relod】 图4-29 积分速度设置 33 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 2) 积分时间的设置 设置时间如图4-30所示完成后点击【save】保存设置。 图4-30时间设置 设置完成后回到主菜单》【Parvariation】》【Perform-Time Domain】》【TimeInt+Measurements】进行时间积分。完成后点击【File】》单击【Save】》【File】》【Reload】。 4.10 sensors的建立 点击然后进入设置，建立2个sensor点双击点开进入参数设置窗口，如图4-31所示。完成后点击【save】保存设置。完成端梁传感器的设置。 34 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 4-31 sensor设置 4.11 运动分析 主菜单》单击进入运动分析，分别分析端梁x,y,z三方方向上的加速度，位移图。 35 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 4-32 x方向图 图 4-33 y方向 图 4-34 Z方向 模型运动分析完成后【File】》【Save】》【File】》【Exit】，保存模型。 36 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 第五章、车体的建模 5.1 建立车体 建模窗口》【Elements】》【Bodies】》单击 新建一个刚体，命名为$B_6551_carbody，然后进入刚体的设置窗口。车体相关参数为质量为46000kg，质心(0，0，-1.4)，转动惯量Ixx=69000，Iyy=117000，Izz=141000.采用参数化设置输入数据，然后点击进入车体外形设置。然后返回点击【save】保存设置 图 5-1 车体外形参数 5.2 铰接车体与构架 37 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 1) 在车体和构架前后的相应位置各建2个maker点一共四个; 2) 设置空气弹簧参数。新建一个力元名为mingchen_kongqihuang,选用05号力 元应用参数化设置输入参数。如图5-2所示。 图 5-2 空气弹簧参数 3) 应用同样的方法建立另外三个弹簧。 4) 抗蛇行减震器和横向减震器的建立。 在构架和车体的相应位置建立maker点铰接车体和构架，给减震器的受力为非线性的，横向减震器选择06号力元，力为2e7，抗蛇行减震器选择06号力元，力为2e7。参数如图5-3所示。建立完成后点击【save】保存设置。 38 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 5-3 5) 进行轨道和轮对的设置。 建模窗口》单击【Globals】》单击【Track】，进入轨道设置窗口图5-4。 在【Excitation】项选择【Track-related】，进入激励设置窗口，参数如图所5-5所示，设置前25m为过渡区，激励选择09号激励，设置1000m。将前面轮对设置偏移0.008。 主菜单》单击【ParVariation】》单击【Configure】，进入参数设置。 设置参数。 图5-4 轨道设置 图5-5 激励设置 6) 车体建模完成，效果图如图5-6所示。 39 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图5-6 模型效果图 5.3结果分析 1) 车辆稳定性分析 建模主菜单》单击【Elements】》【Bodies】 双击$B_6551_BF2，进入刚体设置窗口》【markers】》【New】，新建mark点，命名为$M_6551_BF2_S2(0,0，-2)，点击【ok】点击【save】保存。 单击【Elements】》单击【Bodies】 双击$B_6551_BF1》点击【markers】》点击【new】，新建两mark点，分别在前后端梁中心上1m，分别命名为$M_6551_BF1_F_DL(1.75,0，-2),$M_6551_BF1_B_DL(-1.75,0，-2).然后使用285进行统计，加速度分析结果如下图所示。 图5-7 Y,Z方向上的加速度情况 2) 过曲线速度分析。 设置轨道为曲线轨道曲线半径为300m，超高度为0.11m过度曲线100m，设置结果如图5-8所示。完成后，设置初速度为90km/h，积分时间为20s,运行完成完 40 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 成后其脱轨系数，最大横向力，磨耗功，垂向力如分别如下图所示，有图像可知轮对脱轨系数为0.8，最大的横向力为5.9e4N,最大垂向力为1.2e5N，磨耗功为45m/s. 图 5-8 脱轨系数 图 5-9 横向力 图 5-10 横向力 41 机械动力学分析软件SIPACK上机报告 图 5-11磨耗功 3) 轮对减载率 单击【Info】》单击【Force elements】》单击【All Information】，进入力元大小窗口。找到total mass为57260kg，选择type003号过滤器，输入质量1/71575,单击【apply】,可得最大减载率1.6. 图 5-12 轮对减载率 42