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Simpack轨道车辆操作

1.Simpack轨道车辆模块基础知识

1.1轨道铰接TrackJoints

TrackJoint类型：

07–GeneralRailTrackJoint

09–RheonomicRailTrackJoint

91–Wheel/RailTrackSleeper轨枕

默认为6自由度（6DOF）

x-纵向，沿轨道线路中心线

y-横向

z-垂向

φ-rollangle(绕x)侧滚角

ψ-yawangle(绕z)偏航角

γ-pitch或rollingangle(绕y)俯仰角

Rail模型中的z轴正方向为竖直向下(根据UIC国际铁路联盟)

1.2专用建模元件

轮轨副Rail-WheelPair，轨道Rail

被动建模元件（数据容器），需要其它的建模元件

型面参考标记点ProfileReferenceMarkers

用于确定轮轨型面的空间位置

接触力元ContactForceElement

搜索接触并计算法向和切向接触力

结果元件ResultElements

输出接触相关的数据，比如轮轨力

轮轨几何Rail-WheelPrimitives

型面几何形状，仅用于3D动画显示

1.3几何参数

所有的几何参数都在RailElement和Rail-WheelPair中设置。

轨道型面Railprofile的默认设置是在横向轨距lateralraildistance位置，或者双轨轨道元件可以输入轨距TrackGauge。输入的是测量的轨距trackgauge和高度（欧洲标准为轨距1.435m,测量高度距离轨道顶点14mm，考虑磨耗和切口）（中国《铁路技术管理规程》规定，直线轨距是在钢轨头部踏面下16mm范围内两股钢轨工作边之间的最小距离。）

2.单个轮对的建立

Simpack软件可直接通过Rail_Wheelset建立单个轮对，也可通过Rail_Track完成建模。但为了更好地理解元件定义，本文使用Rail_Track模板

2.1部件定义

1)创建新模型并选择模板Rail_Track，模型命名为Wheelset并保存在指定文件夹下。Rail_Track模板自动设置以下内容：

Z轴正方向向下(根据UIC国际铁路联盟)

重力定义为正值(+9.81m/s2)

预定义一条直线线路

定义使用7号铰接连接的部件

标准视图

2)设置数据查找路径。在模型树中Globals下的SearchPathList对话框中设置SearchPath，添加database文件夹。

3)导入变量文件。打开在模型树中Globals下的SubVarFilesList对话框，并载入置换变量文件IP_WHEELSET.subvar。导入subvar文件中变量到模型,当subvar文件中的变量与模型中已定义的变量名称相同时,Initial表示使用模型中的变量初始值,Overwriting表示使用subvar文件中的变量覆盖模型中的变量值。变量文件需要预先设定，将模型中的参数用变量替代可方便参数的修改。

4)设置车轴的质量属性。打开BodyProperties对话框，物体$B_Body重命名为$B_WS，定义质量属性，通过置换变量定义：

Datainput设为Manual

Mass设为$_WS_mass

设置转动惯量，分别为$_WS_Ixx,$_WS_Iyy和$_WS_Izz

5)设置车轴几何参数。重命名该部件几何体为$P_WS_Axle，更改类型为Cylinder(type2)，通过轴相关的变量定义Height和Outerdiameter，Numberofplanes影响圆柱的光滑度，平面越多，光滑度越好，修改numberofplanes的值为24。

6)创建标记点。在车轴右侧创建标记点$M_WS_R，用于连接轴箱。用变量$_WS_Marker_y定义该标记点的y轴方向位置。创建左侧的标记点。复制粘贴右侧标记点并重命名为$M_WS_L。该标记点的y坐标为-$_WS_Marker_y。

2.2铰接设置。

打开铰接$J_WS的属性对话框;使用的模型模板已经将其定义为轮对必要的GeneralRailTrackJoint(type7)铰接。使用变量$_WS_jt_state_z定义初始铰接状态中的z向位置(z向坐标位置必须与随后在轮轨副中定义的车轮半径保持一致)

2.3添加轨道元件

创建轨道元件并命名为“RWR_Rail”。轨道元件可以定义为单轨或是双轨，采用默认设置Bothleftandright。轨道型面Railprofiles可以通过直接输入文件名或者变量名定义。左右两侧的轨道型