运动校核

运动校核（精选四篇）

运动校核 篇1

1 汽车底盘运动校核主要内容

悬架系统:在汽车的行驶过程中, 在车辆跳动极限和转向极限范围内, 悬架运动件之间不能产生干涉, 且保持一定的间隙, 以保证汽车行驶的安全性及操纵稳定性。

转向系统:运动过程中要保证操纵方便, 与周边件有合理的间隙, 比如

(1) 转向管柱轴夹角一般情况下相差不大于10°, 以小于6°为宜; (2) 转向管柱与周边件间隙大于8mm; (3) 转向节与轮辋间隙大于12mm; (4) 转向拉杆在齿条行程范围内两端球头销的摆角应在允许范围内。

车轮校核:汽车轮胎运动过程中要与轮罩, 翼子板, 纵梁等保持合理的间隙, 避免在极限工况下干涉, 影响行驶安全性。

传动轴运动校核:主要是保证传动轴在运动过程中与周边件有合理的间隙, 传动轴的滑移量满足设计要求, 避免脱出或卡死。

2 CAD运动校核

传统的空间校核的方法主要是运用CAD工具, 如catia DMU, 依靠运动学约束来进行运动校核。具体流程见图2

DMU的作用首先是提供各类、各种档次的可视化功能, 用不同方式对电子样车的全部部位进行审视、评估和模拟真实的视觉效果。其次是提供各类对车型或部件间进行功能性分析的手段, 包括:机构运动, 干涉分析, 拆装分析, 空间分析和管理等。尽可能在数字化环境中进行与真实世界中相同的分析, 使设计师在设计早期就发现问题所在, 在设计的各个阶段, 及时、大量地进行各种分析, 提高产品设计质量。

使用CATIA V5中的DMU功能可以帮助工程师快速解决整车设计中关键的静态干涉、空间尺寸、运动干涉和可拆卸性分析等问题, 大大提高了产品研发效率, 缩短了产品研发时间, 提高了产品研发质量, 降低了研发成本。

3 静力平衡运动校核

现实的底盘系统都处在在受力条件下, 通过静力平衡计算, 可以计算受静力或准静态力下的衬套等弹性件的变形, 校核安装空间, 比如通过有限元方法中的静平衡计算, 某扭力梁受力后衬套的径向 (未变形前为17mm) 运动后最小橡胶厚度13.8mm, 衬套的轴向最小距离由10mm变为6.43mm。如图2、3

4 动力学运动校核

当底盘系统处在动态外载状态下, 由于底盘系统存在大量的弹性件, 而弹性件具有固有的振动特性, 当外载的变化接近共振频率时, 将引起很大的振幅。与同样外载幅度静力下的变形相比, 此时的变形要大数倍。此时的运动校核就是振动校核。

5 结束语

汽车底盘处于复杂的力学环境下, 在布置设计中的运动校核有不同的方法, 一般在概念设计初期, 使用CAD方法进行空间布置的运动校核, 具体的工程设计阶段, 要根据实际情况及条件, 进行更为细致的静力学及动力学校核。

摘要：汽车底盘处于复杂的力学环境下, 在布置设计中的运动校核主要是检查布置空间是否合理, 运动规律是否正确, 本文根据工作实践, 根据校核需要, 介绍了不同校核方法, 来达到更好的校核精度。

运动校核 篇2

机车车辆几何曲线通过计算是一种常见的计算, 主要校核车辆连挂通过曲线时车体端墙之间或司机室前罩之间最小距离及车钩的摆角。设计之初进行曲线通过计算可以有效校核运动部件及其周边设备的布置合理性, 避免干涉。进行小曲线通过计算, 传统算法一般是通过几何关系进行CAD制图, 每种路况 (直线加曲线、曲线、反曲线等) 都需单独进行制图校核。与传统的计算方法相比, 基于CATIA软件中的DMU运动机构模块进行列车过小曲线的运动仿真, 可真实且一次性反映出列车实际通过小曲线所有路况时的运动状态, 其校核方法更加方便、形象、准确[1]。 

1 传统的几何绘图计算方法

以某车辆为例, 其车辆参数见表1。选取其中一种路况, 即两车辆均在R 180 m的曲线上, 且不考虑车钩压缩、车辆相对于转向架的偏移等特殊情况。校核此时列车通过曲线时, 两辆中间车车钩及车体之间的运动相对关系。

首先, 利用传统的几何绘图计算方法进行校核 (见图1) 。先画一个R 180 000 mm的圆弧来表示铁轨之间的中心弧线。在圆弧上的任意位置作为圆心, 以R 17 500 mm画圆, 通过此圆画一直线17 500 mm, 直线两端均在R180 000 mm上, 表示两枕梁中心 (转向架中心) 均落在钢轨中心线上。在此17 500 mm直线的两端各以2 830 mm为半径画圆, 寻找车钩转动中心。延长17 500 mm直线至R 2 830 mm圆弧上后, 删除R 2 830 mm圆弧。再在R 180 000 mm圆弧上任意作17 500 mm直线, 以相同方式找到R2 830 mm上的延长线的点。以这3个延长线的点为“三点画圆”, 生成的圆上任意一点均是“车钩转动中心的位置”。以车钩转动中心为圆心以1 840 mm (2×920=1 840) 为半径画圆。此圆与车钩转动中心圆弧相交的点便是另一辆车的车钩转动中心点。连接此两车钩转动中心点为一直线。车辆纵向中心线与此直线的夹角为车钩摆角。

经过此方法得到, 当两车辆完全在R 180 m曲线上时, 车钩横向摆角为4°, 两车体端墙间的最小距离为268 mm。

2 DMU功能验证

DMU是数字样机 (Digital Mock-Up) 的简称, 采用DMU技术, 在计算机中建立完整的产品数字样车, 对产品进行计算机模拟装配、模拟试验、模拟维修, 组成数字样机的每个部件都具有实物的尺寸及公差、装配、材料等特性, 用以验证产品设计、运动校核、部件拆装维护等。

数字样机技术使人们在工程决策和过程决策的协同工作时, 能够对任何复杂的模型进行内部观察、周游、检查和模拟。CATIA软件中的DMU模块主要是通过调用大量已有的多个种类的运动副或通过自动转换机械装配约束条件而产生的运动副, 对任何规模的电子样机进行运动机构定义。通过运动干涉检验和校核最小间隙来进行机构运动分析。利用DMU模块实现列车在小曲线上的运动仿真, 可以真实反映车钩的运动状态, 帮助工程师减少开发成本, 提高效率[2]。

3 验证过程

3.1 CATIA建模

在CATIA软件中建立一个产品, 包括车辆、车钩及钢轨路基等零件。钢轨路基设置成一条囊括直线段、R 180 m的曲线段及反曲线路段的曲线, 这样运动仿真一次就可以模拟出所有路况下车辆的运动状态, 省去了基于几何计算方法下一个路况一次计算的麻烦。车辆及车钩根据表1所列的车辆参数进行建模, 车辆过曲线模型见图2。

3.2 设置运动关系副

首先, 利用DMU运动机构模块设置一个机械装置, 在此机械装置下添加接合关系、固定零件及驱动命令等。车辆在沿轨道运行时, 理想状态下, 转向架的中心销始终在两轨中心线的轨迹上, 也就是车体的枕梁中心点始终处于轨道中心线上。因此, 添加“点曲线接合”命令, 将每一车辆的枕梁中心点均设置沿着R180 m的小曲线半径轨迹运行 (见图3) 。车钩与车体连接采用“旋转结合”命令, 设置成车钩绕车钩转动中心轴旋转运动。最后, 设置固定零件为“钢轨路基”。

3.3 机构的运动模拟及瞬时值实时监测

设置完运动关系副, 命令以枕梁中心点沿曲线驱动, 当自由度显示为“0”时, 机械装置就可以进行运动模拟 (见图4) 。在整个运动仿真的过程中, 可打开“传感器”中的“瞬间值”进行实时观察车钩摆角及车体间的最小距离。并可以调整步骤数来调节列车在小曲线上运行的速度, 便于更好地观测车钩摆角及车间距离的变化 (见图5) 。

3.4 对应关系的图表表达

整个运动仿真结束后, 可以输出整个曲线轨迹上任一点的车体间最小距离及车钩摆角的图表 (见图6) , 上半部分为车体间最小距离的曲线, 中间部分为轨道曲线, 下半部分为车钩摆角曲线。从图表中可以直观地看出, 当车辆处于直线段时, 车辆间的距离就是两个伸出的车钩的长度, 即车端间距500 mm。当车辆经过线路从直线段过渡到R 180 m的圆弧段时, 车辆间距从500 mm逐渐变为268 mm。两车辆完全在圆弧上时, 此时车辆间的距离也是恒定最小的, 即268 mm。车辆进入反曲线时, 两车间最小距离由268 mm变为460 mm, 完全进入下一个R180 m的圆弧后, 最小距离恒定为268 mm。

再看车钩摆角, 从图6中可以明显看到, 当两车辆处于直线段时, 车钩摆角为0°。当车辆处于反曲线时车钩摆角最大, 为10.7°。当车辆完全进入到R 180 m的圆弧后, 其车钩摆角恒定保持在4°。

可见, 当车体处于R 180 m的曲线上时, 其车体间最小距离268 mm及车钩摆角4°都与几何画图方法计算得到的结果吻合, 也互相验证2种方法的准确、可靠, 但利用运动仿真输出图表的方式更加直观。当验证得到车钩的最大摆角及车体间的最小距离后, 一方面验证车钩的最大摆角是否超出其极限范围, 另一方面可以指导设计进行车钩周边及车体端墙上设备的布置。

4 结束语

基于CATIA软件的列车过小曲线运动仿真校核方法, 不仅直观、准确可靠, 更重要的是方便。如果利用传统的几何图形法, 直线曲线段、曲线段及反曲段就要分不同的路况分别进行绘图。而DMU运动仿真方法只需将这些路况在一条轨迹线上表达出即可。在此方法的基础上, 还可进行以下的扩展应用。

(1) 高速动车组头部关系比较复杂, 包括车钩、开闭机构、头罩及一些制动管路。进行详细的三维建模后, 进行头车联挂后运动仿真, 可以真实地反映实车连挂运行的状态, 找到运动干涉点, 然后进行改进。

(2) 参数化设置, 如将枕梁中心距车钩转动中心的距离、车钩转动中心距车钩面的距离等设置成参数, 甚至将路基轨迹设置成参数化。这样, 验证不同车型在不同轨迹上运行的关系时, 只需更改下参数即可。

(3) 考虑车钩压缩量, 车体相对于转向架的横向偏移量对运动仿真结果的影响。将这些变量进行参数化设置, 将更加逼真地进行运动仿真的校核。

(4) 进行列车过竖曲线校核, 同时考虑转向架轮缘磨损及空气弹簧失气工况下的车钩上下摆动量, 与车钩的横向摆动量形成一个包络体, 此区域内禁止有其他设备。

参考文献

[1]罗仁, 干峰, 腾万秀, 等.连挂车辆几何曲线通过计算[J].电力机车与城轨车辆, 2013 (4) :16-19.

车辆中后轮跳动空间的校核 篇3

一、货箱校核部位的选取

对于车轮较宽、轮胎处于货箱底板边纵梁正下方的卡车，一般选取货箱底架边纵梁进行校核;对于车轮处在边纵梁内，但在后轮正上方有底架横梁的卡车，一般选取货箱底架横梁进行校核;对于车轮外宽较窄，且在车轮正上方没有货箱横梁的卡车，一般选取货箱底板的瓦棱板下表面进行校核。对于采用平底货箱的卡车而言，由于可以不再考虑货箱横梁的底面，而改用货箱底板的瓦棱板下表面作为校核表面，这时可为车轮上跳提供最大的空间，即允许将车箱高度适当降低，节省高度，增加货物装卸的方便性和行驶的稳定性。

二、后轮跳动空间的校核

在后轮跳动的整个过程中，最危险的工作状况是车轮上跳至铁碰铁状态后再侧倾，即所谓的斜跳状态。下面通过两种方法，对斜跳状态进行校核。

1．按侧倾6°校核（见图1)

(1) 在前视图上画出板簧设计状态(压平)时的车架纵梁断面、缓冲块、缓冲块内部骨架、后桥、板簧总成、车轮这些底盘件的初始位置。

(2) 按初步给出的高度画出货箱底板及底架边纵梁的位置。

(3) 连接左右板簧主片中心A、B两点，与汽车中心线交于C点，则C点为汽车的侧倾中心。

(4) 过右侧缓冲块骨架中点D，向左作一下倾6°的斜线。

(5) 过C点作6°斜线的垂线, 与之交于E点。

(6) 重绘后桥, 作出其桥上平面中点E'点。

(7) 将新桥旋转6°, 使其与斜线平行。

(8) 使E'与E点重合，将新桥移至校核图上, 此即为后桥斜跳的位置。

(9) 标出各种间隙值。

2．按一侧铁碰铁，另一侧下沉25mm进行校核（见图2）。

(1) 、 (2) 、 (3) 同前。

(4) 延长左侧缓冲块中心线，与桥上平面线交于F点，继续向下延长至点G，使FG=25mm，在右侧缓冲块骨架下表面中点取一点D，连接DG得一斜线;

(5) 过C点作DG的垂线，与之交于E点;

(6) 重绘一后桥(带车轮)，作出其桥上平面中点E'点;

(7) 测出DG的角度，并将新桥旋至相同的角度。

(8) 、 (9) 同前。

三、两种方法的特点及注意事项

1.两种方法的侧倾程度不同，前者偏小，仅为6°，后者偏大，约为7～10°。

2.两种方法中，均有一侧悬架处于铁碰铁状态，属实际中很少出现的情况，将此工作状态确定为校核状态，具有较高的安全保证。

3.方法一应用于板簧较硬的车型，如卡车;方法二应用于板簧较软的车型，如轿车等乘用车。

4.两种方法的许用间隙取值不同。

方法一中，车轮与货箱底板的间隙可取为10～15mm;方法二中，此间隙则可减小至0甚至负间隙，在吉普车上曾取为-50 mm。

四、结束语

浅谈信号微机监测数据校核 篇4

1 把住施工开通前的数据核对

虽然微机监测设备是维修不可缺少的设备, 但它不属于行车设备, 即使微机监测设备故障也不影响行车设备使用, 所以在施工中往往不被重视, 而在以往的施工中都先保证联锁设备正常开通, 不能做到微机监测设备同步开通, 这样给微机监测的核对工作带来一定影响, 施工开通后由于受行车条件约束, 微机监测的部分功能无法做到全部核对, 如列车信号主灯丝断丝报警试验, 设备对位核对, 灯丝继电器电流、轨道电路电压超标数据的调整等都是在短时间无法完成的问题。因此在施工过程中电务段必须严把施工质量关, 主要做好以下几项工作:

(1) 派技术人员对微机监测图纸审核, 确保微机监测采集的项目不漏、不错。

(2) 协调施工单位和微机监测厂家做好施工准备, 做到各种配线符合标准, 设备安装位置符合要求、配线采集位置正确, 对施工中易出错的地方重点强调。

第一, 六线制双机牵引E机、J机动作电流模拟量的采集, 必须在1DQJ111-2DQJF111 (E机) 和1DQJ111-2DQJF121 (J机) 之间采集, 因为采集位置不同会造成测试的电流数值为E机与J机的总电流。

第二, 四显示自动闭塞区段的出站信号机1DJ电流必须在1DJ63至LXJ11 (根据图纸设计) 之间采集, 如果采集位置错误, 在开放绿黄灯时造成1DJ采集电流的数值是两个灯位的合电流。

第三, 外电网质量采集位置必须在电力引入口处刀闸的上方。

第四, 环境采集设备的安装位置、数量, 要按机械室、微机室、电源屏室分别安装等。

(3) 参加施工的人员要掌握施工进度, 最好与联锁设备同步进行, 微机监测设备及软件安装到位。信号机电流、轨道电路电压等设备电气特性调整符合测试标准。

(4) 在设备开通验收时按规定逐项核对, 主要核对以下项目:站内、区间轨道区段对位核对;信号机对位核对, 包括各灯位开放试验;道岔名称、位置对位核对;外电网Ⅰ、Ⅱ路对位核对;列车信号机主灯丝断丝报警对位核对;熔丝报警对位核对;各种模拟量数值与实际测试值核对;各种模拟量参数上下限设置核对;站场图显示信息核对;电缆绝缘、电源漏流测试线对位核对;微机监测各种功能试验。

对各项数据核对做好记录, 验收中存在的问题做好统计, 会同施工部门及微机监测厂家逐条克服, 暂时克服不了的问题, 做好备案, 限期整改不留下施工隐患。

2 日常维修中的数据校核

现场信号车间、工区日常微机监测查询、测试时只注意报警信息和超标数据的处理, 而微机监测显示合格数据往往被忽视, 如果由于软件或采集器材问题, 数据变化后微机监测采集不到时, 一些隐患问题不能被发现, 所以对微机监测采集的数据, 每年要进行一次人工测试核对, 保证微机监测测试的数据准确, 日常维修中重点核对:

(1) 电缆绝缘、电源漏流测试。由于电缆绝缘、电源漏流测试的原理是利用继电器动作组成不同的进路序列来进行测试每条电缆、电源的, 如果继电器该吸起时未吸起, 造成测试的路数不对应, 从而影响数值的真实性。

(2) 轨道电路电压、相角、信号机电流、道岔表示电压等模拟量数值与仪表实测值比较, 存在误差及时进行修正, 保证微机监测测试数值准确。

(3) 在进行微机监测数据校核的同时, 应根据信号设备技术标准和电特性数据的变化规律, 合理设定微机监测模拟量采集数据的上限和下限, 减少由于上下限设置不合理导致的误报警问题。