[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

说明书

本发明公开了一种用于非线性悬挂系统的车辆限界计算方法、设备和介质，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，建立悬挂系统控制点的相对偏移量方程；当垂向相对偏移量超出线性范围时，利用迭代算法求解垂向相对偏移量方程，获得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；基于悬挂系统控制点的相对偏移量和其他控制点的相对偏移量，绘制车辆轮廓的偏移曲线。本发明能够克服采用线性刚度参数计算弹簧侧滚参数时存在的误差，基于迭代算法求解悬挂系统的相对偏移量，能够获得高精度的悬挂系统的偏移量数据，进而提高了车辆限界校核的计算精度。

技术领域

本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种用于非线性悬挂系统的车辆限界计算方法、设备和介质。

背景技术

在地铁车辆设计过程中，地铁车辆限界关系着车辆的运行安全。当前，国内的地铁车辆限界大多采用《地铁限界标准》。该标准将影响地铁轨距计算的因素分为车辆和轨道两大类，根据设计、制造和施工中最不利的情况，以及应用和维护的极限，确定了这两种影响因素对应的量具计算参数。然而，该标准固定的计算方法在适用时具有以下缺陷：

该标准的计算方法只能适用于假定弹簧为线性且弹簧刚度为常数的线性悬架系统，但在某些情况下这种假设是不合理的。理由在于：行业周知，止挡阻块被广泛应用于各种轨道车辆，例如，地铁列车的转向架与车体之间一般安装横向挡块和垂向挡块(应急弹簧)，横向止挡块用于限制车体的侧向运动，垂向挡块用于限制滚动运动，当车体与转向架之间的相对位移超过限位块的间隙时，车体与限位块之间的接触刚度将远远大于悬架弹簧的接触刚度，在这种情况下，根据该标准计算的偏移量可能与实际情况不一致，导致偏移量的计算结果存在偏差，进而导致车辆限界的计算结果存在误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于非线性悬挂系统的车辆限界计算方法、设备和介质，用以解决现有技术中存在的至少一个问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于非线性悬挂系统的轨道车辆限界计算方法，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，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。

在一种可能的设计中，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：