基于ANSYS APDL/GUI/Workbench全平台的Simpack车辆-柔性轨道联合仿真

 继创作《ABAQUS-Simpack车辆-柔性轨-浮置板耦合动力学20讲》（图1）获得6327播放量后，小编“兮枫如秋”与“南有乔木，不可休思”再次合作，创作《基于 ANSYS APDL/GUI/Workbench全平台的Simpack车辆-柔性轨道联合仿真》，本课程旨在扩展、优化、深入探讨列车-线路耦合动力仿真实现技术在，为更多从事相关专业人员提供优质思路与技术支持。

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图1《ABAQUS-Simpack车辆-柔性轨-浮置板耦合动力学20讲》

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• 1. 课程内容简介

本课程主要针对广大ANSYS用户量身定制，无论是对workbench，还是经典GUI界面，甚至APDL感兴趣的用户，均适用。

课程涵盖内容如下图所示：

ANSYS中弹性体文件的建立过程	APDL	子结构缩减命令流讲解
	GUI	Subsystem操作（待更）
	Workbench	Spaceclaim钢轨建模
		Workbench Mechanical子结构缩减
Simpack柔性轨实现	弹性体.fbi文件的生成（ANSYS-Simpack接口）
	弹性轨道.ftr文件编写
Simpack中简易车辆建立的详细过程	Simpack轮对建模
	Simpack构架建模
	Simpack整车模型
Simpack中刚弹耦合模型的搭接	刚性车辆与弹性轨道的耦合	弹性轨道ftr文件设置轨道基础连接
		Simpack批量力元设置轨道基础连接
Simpack钢轨不平顺激励文件生成	Simpack内部生成不平顺（PSD法）
	Simpack外部导入已有不平顺文件
	Simpack外部激励文件.TRE的编写规则
Simpack车辆轨道耦合动力学模型计算后处理	Simpack柔性体变形动画
	Simpack轮轨力提取
	Simpack脱轨系数提取
	Simpack轮重减载率提取
	Simpack车体振动加速度提取
	Simpack车辆平稳性Sperling指标提取

基于APDL命令流建立 钢轨模型如图2所示：

图2

该模型为21m60轨，枕间距为0.6m，材料为钢材，密度7850，杨氏模量2.1e11，泊松比0.3（均采用kg，m，Pa国际单位）。

基于Workbench界面建立钢轨模型如图3所示

图3

上述均为有限元ANSYS操作过程截图，进行钢轨的模态分析，分析截断频率为1500Hz，前四阶频率分别如图4所示：

图4 轨道前四阶模态

接下来进行柔性轨道导入Simpack中，再生成好的fbi文件后继续进行ftr文件编写，简要如图5所示：

图5

柔性轨道制作完成效果如图所示：

图6

车辆建模最终效果如图所示

图7

最终，刚柔耦合搭接效果展示：

计算后动画效果如下：

计算所得钢轨位移时程图如下：

如上图所示，在无不平顺情况下，钢轨位移最大值在0.4mm左右，与matlab编程结果对比基本无差别。

本次课程 力攻 AN SY S 接口，以实现 将适用 人群从abaqus 的使用者 扩展至 广大 ansys 使用者， 建立完整、独立、独创 、准确的课程体系 ， 学者 可以此为例，对 毕业 设计或是项目需求提供 一份 贴心的手把手教学 算例 。

• 2 展望

铁路大系统耦合动力学极为复杂，在公关相关领域的问题时，还是颇费周折，并不是特别的顺利，在此特别感谢simpack马璐工程师、QY-Tian博士等资深专家对此做出的巨大支持！！！

以本课程为基础，建立体系化、高质量的扩展课程是我们至死不渝努力的目标，列车-线路减隔震的研究可参考上述两门课程进行深化，小编将继续推进土木工程领域下部基础的振动问题，例如：列车-线路-桥梁、列车-桥梁、等扩展问题。

致敬车辆-轨道耦合动力学、桥梁动力学。

桥梁种类繁多，悬吊类、梁类、拱类各式各样，其内部振动问题也是不同，但铁路系统中，桥梁类型主要选择简支梁进行施工，相比于特定的复杂桥梁，简支梁桥更具典型，因此，后续将以简支梁为例，进行课程的构建，希望大家多多支持，也希望广大能人志士多多参与讨论，横跨多种学科，小编内心也是有些彷徨，需要专业人员进行监督，有错必改，无错加冕。

• 3 有关课程版权说明

所有课程唯一联系方式如下图二维码

如有任何疑问请咨询此微信，同时也希望大家帮忙维护正版课程，您们的支持将影响接下来的创作动力。小编希望与大家合作共赢！！！

本课程即将 发布， 届时将在 多 方平台 展示 （包括： jishulink、私人平台等 ）