john152 发表于 2011-3-16 08:28

德国高速谱在ADAMS/Rail中的实现

德国高速谱分为低干扰谱和高干扰谱两种,前者适用于250 kph以上速度等级车辆,后者适用于250 kph以下的情况。在ADAMS/Rail中有两种方式实现轨道谱:实测数据和PSD(功率谱密度)方法。
用实测数据方法需要先建立irregularity文件,然后建立track文件调用该不平顺文件。实测数据的获取不一定非得要现场测量,也可以用FFT逆变换计算轨道谱的PSD公式获得横向和垂向的轨道不平顺数据。
本文主要讲如何用PSD方法得到德国高速谱的track文件。
德国低干扰谱轨道文件内容如下:(在tracks.tbl文件夹下,后缀名为.trk)
$---------------------------------------------------------------------MDI_HEADER

FILE_TYPE   ='trk'
FILE_VERSION=5.0
FILE_FORMAT   ='ASCII'
$--------------------------------------------------------------------------UNITS

LENGTH='meter'
ANGLE   ='radians'
FORCE   ='newton'
MASS    ='kg'
TIME    ='second'
$--------------------------------------------------------------------------MODEL

TYPE='ANALYTIC'
FORMAT='TRK_4'
$-------------------------------------------------------------------------GLOBAL

TOTAL_LENGTH=10000.0
CANT_MODE='LOWRAIL'
IRREGULARITIES='Yes'
$-----------------------------------------------------------------IRREGULARITIES

TYPE='ANALYTIC_PSD'
FORMAT='PSD_1'
INTERPOLATION='SPLINE'
SCALE=0.5
DATA_STEP=0.2
INACTIVE_LENGTH=300.0
ACTIVE_LENGTH=10000.0
FREQUENCY_TERMS=200.0
PSD_OC=0.8246
PSD_OR=0.0206
PSD_OS=0.438
PSD_AV=0.0000004
PSD_AA=0.00000021
PSD_L1=2.0
PSD_L2=100.0
LAT_ACTIVE='YES'
VER_ACTIVE='YES'
ROLL_ACTIVE='YES'
$----------------------------------------------------------------HORIZONTAL_PATH

{horizontal_s   curvature   kink}
0.0   0.0   0.0
10000.0   0.0   0.0
$------------------------------------------------------------------VERTICAL_PATH

{vertical_scoordinate}
0.0   0.0
10000.0   0.0
$----------------------------------------------------------------CANT_ANGLE_PATH

{cant_angle_s   angle}
0.0   0.0
10000.0   0.0
$------------------------------------------------------------RAILS_CONFIGURATION

{track_s    gaugevdg}
0.0   1.435   0.014
10000.0   1.435   0.014
$-------------------------------------------------------RIGHT_RAIL_CONFIGURATION

{track_sincrail_idguiding_rail_id}
0.0   0.0   1.0   0.0
10000.0   0.0   1.0   0.0
$------------------------------------------------------------RIGHT_RAIL_MATERIAL

Y_MODULUS=210000000000.0
P_RATIO=0.27
$--------------------------------------------------------LEFT_RAIL_CONFIGURATION

{track_sincrail_idguiding_rail_id}
0.0   0.0   1.0   0.0
10000.0   0.0   1.0   0.0
$-------------------------------------------------------------LEFT_RAIL_MATERIAL

Y_MODULUS=210000000000.0
P_RATIO=0.27
$-----------------------------------------------------------------RAIL_1_PROFILE

PROFILE_FILE='mdids://arail_shared/wheel_rail_profiles.tbl/mdi_UIC60.rpr'

保存以上文件在记事本中,并修改后缀为.trk即可。
其中, TOTAL_LENGTH=10000.0 表示轨道长度为10000m,这个可以任意修改,但高于40000.m时内存容易饱和出错。
CANT_MODE='LOWRAIL' 表示低接头轨道形式。
SCALE=0.5 表示对车辆模型的实际轨道激励只为本文件表示的激励大小的一半,可以修改为小于等于1的任意值。
DATA_STEP=0.2步长大小
INACTIVE_LENGTH=300.0表示开始300m不施加激励,为理想光滑轨道。
FREQUENCY_TERMS=200.0 模拟PSD时采用的采样频率大小
以下为德国低干扰谱公式的系数大小,具体可参见翟婉明《车辆-轨道耦合动力学》一书p100
PSD_OC=0.8246
PSD_OR=0.0206
PSD_OS=0.438
PSD_AV=0.0000004
PSD_AA=0.00000021
PSD_L1=2.0   表示波长最小值
PSD_L2=100.0 表示波长最大值
德国高干扰谱轨道文件与低干扰谱类似,只需将上面的系数修改一下即可,
PSD_OC=0.8246
PSD_OR=0.0206
PSD_OS=0.438
PSD_AV=0.00000108
PSD_AA=0.0000006125
PSD_L1=2.0
PSD_L2=100.0

建立好.trk文件后,即可进行仿真了。
另外,软件自带的不平顺激励(irregularity形式)为德国低干扰谱。
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