Simpack轮轨副高级接触方法介绍

1  Simpack接触方法介绍

Simpack轮轨接触有两种方法，即标准: 等效弹性接触和高级: 离散弹性接触，分别对其介绍如下。

标准: 等效弹性接触Equivalent elastic

这种方法把实际接触斑形状转换为等效椭圆。椭圆接触斑的数量没有限制，能得到赫兹法向力、蠕变力等数据，使用椭圆接触斑仿真速度快，但失去了部分准确性。

使用Simpack模板建立的轮轨模型，默认使用Equivalent elastic接触方法。

高级: 离散弹性接触Discrete elastic

该方法使用实际接触斑形状用于法向和切向力计算。通常仿真速度较慢但更精确，尤其是在踏面和轮缘之间的过渡位置。

该方法具有以下特点：

• 实际接触斑形状的离散化

• 非椭圆接触斑的精确预测

• 预测表面应力和力分布

• 轮轨踏面可视化

• 2D / 3D 力和应力分布图

2  高级接触方法操作流程

下面使用Simpack 2019x版本进行操作

新建模型

打开Simpack，使用Rail_Wheelset模板建立新的模型。

修改Track为下图所示，如果全部为直线线路，仿真后处理中的动画显示会没有变化。

修改车辆行驶速度为10m/s。

使用在线时域分析进行模型，确保模型仿真没有错误。

修改接触方法

打开轮轨副$RWP_Right属性对话框，在Contact,Normal Force页面下，选择Contact search选项为Discreate elastic<prel>，其它参数保持默认。

切换到General页面，修改Profile andcontact animation选项为Profiles, forces and stresses，也可以根据需要选择其它选项。

保存上述修改。对轮轨副$RWP_Left进行同样修改操作（也可以不修改，对比下两种接触方法仿真结果的区别）。

时域分析

在求解器中设置仿真时间为14s，500Hz，进行离线时域分析。

后处理结果

使用Simpack  Post打开生成的.sbr文件。在force output项下的$F_RWContact_RWP_Right项下，多了以下数据。

把这些数据分别拖入到窗口中，得到以下图形：

3D接触斑

法向表面应力

2D法向力

来源： MBD之家