[发明专利]一种高速履带车辆的车体结构动态应力仿真计算方法

权利要求书

1.一种高速履带车辆的车体结构动态应力仿真计算方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：构建基于模态综合方法的高速履带车辆整车系统刚柔耦合模型，其实施步骤如下：

1)、根据结构尺寸参数建立高速履带车辆的CAD模型；

2）、根据高速履带车辆的设计资料和CAD模型，在建立高速履带车辆的推进子系统模型基础上构建推进系统多刚体模型；

3）、根据高速履带车辆的设计资料和CAD模型，在建立高速履带车辆的悬架子系统模型基础上构建悬架系统多刚体模型；

4）、根据高速履带车辆的设计资料和CAD模型，构建车体有限元模型，基于模态综合方法以生成车体结构的模态质量矩阵、模态刚度矩阵、模态阻尼矩阵和模态应力矩阵的模态中性文件的形式构建车体柔性体模型；

5）、根据车体柔性体模型与推进系统多刚体模型、悬架系统多刚体模型的连接关系，在车体柔性体模型外部的连接单元处定义约束关系，实现车体柔性体模型与推进系统多刚体模型、悬架系统多刚体模型的连接，构建含车体柔性体的高速履带车辆整车系统刚柔耦合模型。

2.第二步：基于模态应力恢复方法的车体结构动态应力计算，其实施步骤如下：

1)、在进行有限元模态综合过程中，利用弹性力学几何方程                                                和物理方程计算柔性体模态应力矩阵；式中，为柔性体应变矢量，为柔性体应力矢量,B为柔性体应变矩阵，为节点自由度向量，E为柔性体弹性矩阵，为柔性体模态矩阵；

2)、构建三维仿真路面模型；

3）、基于高速履带车辆整车系统刚柔耦合模型进行动力学仿真，计算在三维仿真路面行驶环境下车辆整车系统的结构动态响应，所述结构动态响应包括模态坐标；

4）、通过步骤1）中柔性体模态应力矩阵计算出的模态应力和步骤3）中的模态坐标的线性叠加计算得到柔性体的动态应力，，由柔性体的动态应力计算得到车辆整车系统节点的动态应力时间历程。

3.根据权利要求1所述的高速履带车辆的车体结构动态应力仿真计算方法，其特征在于：所述高速履带车辆的推进子系统模型分别为主动轮、负重轮、诱导轮、托带轮和履带。

4.根据权利要求1所述的高速履带车辆的车体结构动态应力仿真计算方法，其特征在于：所述高速履带车辆的悬架子系统模型分别为平衡肘、扭力轴、减振器和限制器。

5.根据权利要求1所述的高速履带车辆的车体结构动态应力仿真计算方法，其特征在于：生成模态中性文件的步骤包括划分有限元网格，定义材料属性，定义外部节点，定义多点约束单元，建立超单元，选择Sol103求解器，设置输出单位，选择模态参数及选择输出信息。