[发明专利]铁路轨道系统动态性能可视化仿真方法

摘要

本发明公开了一种铁路轨道系统动态性能可视化仿真方法，它将受列车振动影响范围内的钢轨和车轮轮廓数据叠加其振动位移数据后，重建生成具有振动形态的钢轨及车轮，模拟钢轨与车轮的受力变形；从而实现铁路轨道系统中钢轨及车轮振动行为的可视化模拟。该方法能更真实地综合模拟列车行驶时轨道系统的各种动态性能，集成性好；并能将列车及线路的动态状态在三维场景中进行可视化显示，直观、形象，使用简单方便。

主权项

1.一种铁路轨道系统动态性能可视化仿真方法，其步骤是：a、从列车和线路模型库中获取选定的列车和线路数据，使用车辆-轨道耦合系统动力学计算方法，按设定的速度算出：受列车振动影响的线路范围内的轨枕与钢轨的时间-振动位移数据、时间-振动速度数据及时间-振动加速度数据，并存储于动态数据库中；或者受列车振动影响的线路范围内的轨枕与钢轨当前时刻的振动位移数据、当前时刻的振动速度数据及当前时刻的振动加速度数据；b、初始化三维仿真场景，并在其中配置光源，从线路模型库中获取线路的道床模型并显示；c、从线路模型库中获取轨枕模型及选定线路的轨枕间的相对结构数据，再根据设定的速度和时间间隔，计算出列车在线路上行驶的距离；将当前时刻受列车振动影响的线路轨枕，按其所在线路中心线的两相邻控制点间进行插值，得出当前时刻的线路轨枕在大地坐标系中的空间平衡位置；同时，根据线路几何状态数据及算出的当前时刻列车在线路上的位置，确定出受列车振动影响范围内钢轨的关键位置处的轮廓点，即钢轨的起始处及与车轮的接触处的钢轨轮廓点；按其所在线路中心线的两相邻控制点间进行插值，得出当前时刻的钢轨在大地坐标系中的空间平衡位置；d、将轨枕当前时刻的空间平衡位置与a步中计算出的相应振动位移数据叠加，得出线路轨枕的显示空间位置；在三维场景中，按轨枕的显示空间位置将轨枕显示出来，即实现了铁路轨道系统中轨枕振动行为的可视化模拟；根据左右侧钢轨各关键节点的空间平衡位置，将钢轨各关键位置处轮廓点相应的振动位移数据叠加，由点、线、面的方式实时生成定位的左右侧钢轨三维模型；并在三维场景中，将其显示出来，即实现了铁路轨道系统中钢轨振动行为的可视化模拟；e、重复c～d两步骤，即可实现铁路轨道系统动态性能可视化仿真；若当前时刻与列车车轮接触位置的钢轨截面为所显示线路的钢轨终止端面，则仿真结束。