[发明专利]用于非线性悬挂系统的车辆限界计算方法、设备和介质

权利要求书

1.一种用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，其特征在于，包括：

确定车辆轮廓所有控制点的初始坐标；

建立悬挂系统控制点的非线性弹簧力学模型以获得弹簧侧滚刚度，并基于所述弹簧侧滚刚度建立悬挂系统控制点的相对偏移量方程；其中，相对偏移量是指控制点相对于轨道坐标系垂向的位移量，所述相对偏移量方程包括垂向相对偏移量方程；

当所述悬挂系统控制点的垂向相对偏移量超出线性范围时，利用迭代算法求解所述垂向相对偏移量方程，获得所述悬挂系统控制点的垂向相对偏移量；

计算车辆轮廓其他控制点的相对偏移量；

基于所述悬挂系统控制点的相对偏移量和所述其他控制点的相对偏移量，绘制车辆轮廓的偏移曲线，确定车辆轮廓所有控制点的限界坐标。

2.根据权利要求1所述的用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，其特征在于，建立悬挂系统控制点的非线性弹簧力学模型以获得弹簧侧滚刚度，包括：

建立一系悬挂系统控制点和二系悬挂系统控制点的非线性弹簧力学模型；

基于所述非线性弹簧力学模型定义一系悬挂系统的等效刚度k_ep和二系悬挂系统的等效刚度k_es；

基于所述一系悬挂系统的等效刚度k_ep和所述二系悬挂系统的等效刚度k_es计算一系弹簧侧滚刚度k_φp和二系弹簧侧滚刚度k_φs：

其中，n_p为车辆一侧一系弹簧并列数，b_p为转向架一系弹簧核向间距，n_s为辆一侧二系弹簧并列数，b_s为转向架二系弹簧核向间距，k_φn为抗侧滚扭杆的抗侧滚刚度。

3.根据权利要求2所述的用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，其特征在于，基于所述弹簧侧滚刚度建立悬挂系统控制点的相对偏移量方程，包括：

基于所述一系弹簧侧滚刚度k_φp，建立一系悬挂系统控制点的垂向相对偏移量方程：

f(x)＝f_YBPdtd(ΔY_BPdtd,ΔY_twd)； (3)

其中，ΔY_BPdtd是车体控制点相对于轨道坐标系垂向的位移量；ΔY_twd是转向架控制点相对于轨道坐标系垂向的位移量；

基于所述二系弹簧侧滚刚度k_φs，建立二系悬挂系统控制点的垂向相对偏移量：

g(y)＝g_Ytwd(ΔY_BPdtd,ΔY_twd) (4)。

4.根据权利要求3所述的用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，其特征在于，当所述悬挂系统控制点的垂向相对偏移量超出线性范围时，利用迭代算法求解所述垂向相对偏移量，包括：

当ΔY_BPdtd超出弹簧间隙时，求解一系悬挂系统控制点的垂向相对偏移量的导数f′(x)；

设置迭代算法的数据误差阈值，基于如下公式计算近似解x_k+1：

。

5.根据权利要求3所述的用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，其特征在于，当所述悬挂系统控制点的垂向相对偏移量超出线性范围时，利用迭代算法求解所述垂向相对偏移量，包括：

当ΔY_twd超出弹簧间隙时，求解二系悬挂系统控制点的垂向相对偏移量的导数g′(y)；

设置迭代算法的数据误差阈值，基于如下公式计算近似解y_k+1：

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