simpack动力学建模计算手册

1、1创建文件主窗口 >>File>>OpenFile，弹出文件选择窗口。选择合适的文件目录，点击 New，输入文件名，OK。主菜单>>ModelSetup,弹出建模窗口，同时创建了基本模型，该基本模型包括一个坐标参考系（Isys），个刚体（Body）和一个运动副（joint ）。2设置环境2.1设置重力建模窗口 >>Globals>>Gravity，弹出重力设置窗口。将重力设置为Z方向+9.81, OK。2.2设置视图建模窗口 >>View>>ViewSetup，弹出视图设置窗口。选择【StandardViews

2、】中的【wheel/Rail:Perspectiveview】，OK。3创建第1个轮对'j3.1创建轮对刚体建模窗口 >>Element>>Bodies，弹出刚体元件窗口。将Body1重命名为 Wheelset1。双击Wheelset1,弹出刚体参数设置窗口。3.2创建轮对的外形选择【3DGeometry】，弹出刚体外形设置窗口。双击$P_Wheelset1_Cuboic|出现设置外形参数窗口。一设置车轴外形参数，见上图，OK。'；' ".''红回到刚体外形设置窗口，OK。回到刚体设置窗口， OK。:_4创建轮对的运动副

3、和轮轨接触4.1创建轮对的运动副>>Elements>>Joints,出现运动副窗口，双击 $J_Wheelset1,出现运动副设置窗口。选择07号运动副，设置初始状态。4.2创建轮轨接触选择【Generate/UpdateWheel-RailElementsofJoin】，出现轮轨接触窗口。选择OK，回到运动副设置窗口。点击【AssembleSysten】，OK，完成车轮及轮轨接触运动副设置。模型文件名：Ametro_01来源网络5设置初始轨道>>Globals»Track，出现轨道设置窗口。SIMPACK中，可以设置六种轨道形式：（1）直线；（

4、2）圆曲线；（3）直线+缓和曲线+圆曲线；（4）直线+缓和曲线+圆曲线+缓和曲线+直线；（5）两段方向曲线+直线；（6）道岔； 5.1直线【Toplogy】选择StraightTrack，输入线路总长度，0K 程序调试时，通常采用直线形式。模型文件名：Ametro_02。5.2曲线曲线需要选择以下参数：（1）缓和曲线超高类型（S形、直线形）；（2）超高形式（中心线、内轨式）曲线的设置包括以下参数：（1）直线长度：（2）缓和曲线长度；（3）圆曲线半径；（4）曲线超高；（5）超高测量值（默认1.506m）;（6）圆曲线长度；（7）线路总长度；、l-r - j - -,6设置车辆总体参数6.1车辆总

5、体参数初步设置>>Globals>>VehicleGlobals，出现车辆总体参数设置窗口。设置轮对类型【WheelsetsofTypei： Wheelset1设置车辆速度【v_vehicle】： 10m/s；设置轨道参数模式【Railgaugegivenbyi： TrackGauge设置左轮滚动圆半径：0.42m；设置右轮滚动圆半径：0.42m；设置车轮滚动圆横向间距之半：（1.353+2*0.07）/2=0.7465m ；设置轨距：1.435m；设置轨距测量高度：0.014；设置轨底坡：1/40；（如果没有轨底坡，则设为“ 0”）设置左轮踏面外形：S1002;设置左

6、轨外形：UIC60 ；来源网络设置右轮踏面外形：S1002;设置右轨外形：UIC60 ;设置轮轨接触模式：【singlecontact】，【constraintcontac】，【Tableeveluation】。选择【ApplyasDefaults】，Close,完成设置。6.2保存设置建模窗口 >>File>>Save，建模窗口 >>File>>Reload，系统自动完成轮对与线路的装配，如下图所示。注意：由于SIMPACK没有undo功能，因此在每一步完成后请存盘，然后重新载入模型，或者另存为一新文件。6.3轮轨接触几何关系检查当对车轮踏面和

7、轨头外形设置完成后，可检查轮轨接触几何关系。点击【CheckProfile/Tables】，出现轮轨接触几何关系检查设置窗口以及结果窗口。116.4轮轨接触力计算设置I F 7点击【ContactForcd，出现轮轨接触力计算设置窗口。各选项说明如下：蠕滑力计算理论：默认为Kalker简化理论；摩擦形式：默认为常数；摩擦系数：默认取0.4；车轮正压力小于等于零时：（1）终止计算；（2）垂向载荷变为零；注意：以上选项的存在条件时轮轨运动副设置为07或09。轮对抬高量时：（1）不作处理；（2）跳起5mm时终止计算；（3）爬起5mm时终止计算。、f I -X 、6.5轮轨接触模式单点接触：一点接触多

8、点接触：最多三点接触一一踏面、轮缘、轮背各一点。刚性接触：（1）法向力等于约束力；（2）避免高频振动，运算速度快；（3）车轮只存在“假抬起”；（4）可进行单点、多点接触计算。弹性接触：（1）用单侧弹簧和阻尼（18号元件）代替约束；（2）法向力等于弹簧和阻尼合力；（3）存在高频振动，计算速度慢；（4）车轮可能抬起；（5）仅适用于单点接触。（1）调试模型单点刚性接触，不允许跳起；（2）平稳性计算，线路激扰小一一单点刚性接触，不允许跳起；(3) 平稳性计算，线路激扰大一一单点刚性接触，允许跳起;(4) 脱轨安全性计算，大曲线一一单点弹性接触，允许跳起;(5) 脱轨安全性计算，小曲线一一多点刚性接触，

9、允许跳起;(6) 曲线通过计算，可能出现大冲角一一在线轮轨力计算；模型文件名：Ametro_03。7创建第2个轮对7.1创建轮对刚体>>Element»Bodies，弹出刚体元件窗口。新建一个刚体，命名为 Wheelset2,弹出参数设置窗口。7.2创建轮对的运动副和轮轨接触>>Elements>>Joints,出现运动副窗口(备注：每创建一个刚体时，系统自动在该刚体上创建一个运动副)。双击$J_Wheelset2出现运动副设置窗口。选择07号运动副，设置初始状态，S=2.5m (轴距)。选择【Generate/UpdateWheel-RailEl

10、ementsofJoin】，出现轮轨接触窗口。选择【WheelsetType】与第1个轮对相同： WheelsetType_1, OK。回到运动副设置窗口，点击【AssembleSysten】，OK。7.3保存设置建模窗口 >>File»Save,建模窗口 >>File>>Reload,系统自动完成轮对与线路的装配。7.4创建轮对的运动副和轮轨接触由于轮对的类型与第1个轮对相同，因此不需要再设置参数。如果两个轮对的参数不同，则需要设置该参数。模型文件名：Ametro_04。 LJ 8创建构架I ."I ",8.1创建构架刚体&g

11、t;>Element>>Bodies,弹出刚体元件窗口。新建一个刚体，命名为frame1,弹出参数设置窗口。设置构架的参数：动车构架的质量为 3970kg，摇头转动惯量为4716构架的质心为(0, 0, -0.5)，质心位置这样设置的好处是使得构架参考系的高度在轨面上，便于构架上其它Marker点的位置设置，这时在构架运动副中的高度不需要设置。构架其它参数设置如下图所示。8.2创建构架的外形选择【3DGeometry】，出现几何图形设置窗口。重新名为Frame,选中进入图形设置窗口。【Type】选择22： WheelRailBogie。设置参数如上图，OK。在几何图形设置窗口

12、，增加新的几何图形 travf，进入图形设置窗口。【Type】选择01: Cubiod，设置参数如上图，OK。在几何图形设置窗口，增加新的几何图形travb，进入图形设置窗口。【Identifyto : travf，设置参数如上图,OK。8.3创建轮对的运动副来源网络>>Elements»Joint,双击$J_Frame,出现运动副设置窗口。【Jointtype】选择 07:GeneralWheel/RailJoint。设置初始状态，S=1.25m (转向架质心纵向坐标)。注意：不要选择【Generate/UpdateWheel-RailElementsofJoin!。8

13、.4保存设置建模窗口 >>File»Save，建模窗口 >>File»Reload。模型文件名：Ametro_05。9创建一系悬挂9.1创建轮对的Marks点>>Elements»Bodies,选择第 1 个轮对。选择【Marks，出现Mark点窗口。新建轮对上 Mark 点,wheelset1_PS_L( 0, -1, 0) 和 wheelset1_PS_R( 0, 1, 0)。注意：这里的坐标均为相对坐标，是相对刚性质心的坐标。同样，创建第 2 个轮对 Marks 点,wheelset2_PS_L(0, -1, 0) 和 w

14、heelset2_PS_R(0, 1,0)。9.2创建构架的Marks点Frame1_PS_FL(-1.25, -1, -0.42), Frame1_PS_FR (-1.25, 1, -0.42)Frame1_PS_BL (1.25, -1, -0.42), Frame1_PS_BR (1.25, 1, -0.42)实际上，构架上的Mark点与轮对的Mark点在空间的位置重合。9.3创建一系弹簧>>Elements>>Forces,新建一个力元件 PS_FL1,出现了力元件设置窗口。【ForceType选择 05:SpirngDamperparallelCmp,设置一系

15、弹簧参数，如上图。小技巧：选择【FromMarkeri 和【ToMarkerj 的顺序时，应尽量使得预平衡载荷【NonimalForce 为负值。如果预平衡载荷为正值，可能回出现车轮离开轨道的情况，影响积分的速度，这时可将【FromMarkeri 和【ToMarkerj 的顺序颠倒，就能解决问题。选择【3DGraph，出现力元件形状设置窗口。 设置力元件外形，如上图，0K。同理，设置其它一系垂向弹簧力元件，PS_FR1, PS_BL1, PS_BR1。9.4保存设置建模窗口 >>File»Save,建模窗口 >>File»Reload。模型文件名：A

16、metro_06。10模型检查10.1加速度检查建模窗口 >>Globals>>VehicleGlobals，出现车辆参数设置窗口 速度设为 1m/s,【ApplyasDefaule。建模窗口 >>File»Save。主窗口 >>Calculation>>TestCall>>Performanee。检查各运动副的加速度。来源网络主窗口 >>PostProcess»StatesPlo。如果模型中所有运动副的加速度接近零值，说明模型没有错误。如果模型中某个运动副的加速度很大（如达到10g左右），

17、说明给运动副存在错误。如果模型中某个运动副的Z向加速度为1g左右，说明该模型初始状态没有平衡。10.2载荷预平衡建模时，各刚体的位置通常是取空车（重车）的平衡位置，因此必须对垂向弹簧施加预载荷以平衡重力。关闭建模窗口。主窗口 >>Calculation>>NonimalForces，出现载荷预平衡窗口。点击【InitialisewithAll】，需要计算的ForceElement出现。点击【PerformCalculation】，计算结果窗口出现。检查各力元件上载荷的对称性，如果某一力元件与其它同类元件的载荷相差较大，说明该力元件存在错误。小技巧：如果预平衡载荷为正值，

18、可将力元件的【FromMarkeri】和【ToMarkerj】的顺序颠倒，就能解决问题。当各力元件上载荷很对称时，点击【Save，出现计算结果保持窗口，按图示选择后，点击OK。点击【Exit】，退出预载荷计算窗口。10.3计算检查进入建模窗口。建模窗口 >>Calculation>>TimeIntegration，出现时域积分窗口。选择【Go】。如果转向架图形开始运动，说明模型正常。否则，自动退出该窗口。模型文件名：Ametro_06。11创建另一个转向架11.1创建第3个轮对>>Element»Bodies，新建一个刚体，命名为 Wheelset

19、d>>Elements»Joints,双击$J_Wheelset3选择07号运动副，设置初始状态，S=15.7m （车辆定-距）。选择【Generate/UpdateWheel-RailElementsofJoin】，出现轮轨接触窗口 ,选择OK，回到运动副 , "'设置窗口。点击【AssembleSysten】，OK，完成车轮及轮轨接触运动副设置。Ji>>File>>Save，然后 >>File>>Reload。模型文件名：Ametro_07。11.2创建第4个轮对>>Element»

20、;Bodies，新建一个刚体，命名为 Wheelset4>>Elements»Joints,双击$J_Wheelset3 选择 07号运动副，设置初始状态，S=2.5+15.7=18.2m（车辆定距）。选择【Generate/UpdateWheel-RailElementsofJoin】，出现轮轨接触窗口 ,选择OK，回到运动副设置窗口。点击【AssembleSystenl，OK，完成车轮及轮轨接触运动副设置。>>File»Save，然后 >>File»Reload。模型文件名：Ametro_0 8。11.3创建第2个构架>

21、;>Element»Bodies,新建一个刚体，命名为 frame2。设置构架的参数：动车构架的质量为 3970kg，摇头转动惯量为4716>>Elements>>Joint，双击 $J_Frame2 【Jointtype】选择 07:GeneralWheel/RailJoint。设置初始状态，S=1.25+15.7=16.95m (转向架质心纵向坐标)。模型文件名：Ametro_09。11.4创建一系悬挂创建第 3个轮对上的 Marks点，wheelset3_PS_L (0，-1，0)和 wheelset3_PS_R(0，1，0)。 创建第 4个轮对上

22、的 Marks 点,wheelset4_PS_L (0，-1，0)和 wheelset4_PS_R(0，1，0)。 创建第 2个构架上的 Marks 点，Frame2_PS_FL (-1.25, -1，-0.42)，Frame2_PS_FR (-1.25, 1，-0.42)，Frame2_PS_BL (1.25，-1，-0.42)，Frame2_PS_BR (1.25，1，-0.42)>>Element>>Forces,创建力元件 PS_FL、PS_FR、PS_BL、PS_BR，类型05:SpirngDamperparallelCmp,设置弹簧参数，同第 1个转向架。模

23、型文件名：Ametro_10。12创建车体12.1创建刚体>>Element>>Bodies,新建一个刚体，命名为 Carbody。设置车体的参数：质量为23-1.8)。设置车体的图形，如下图所示。12.2创建运动副>>Elements>>Joints,双击 $J_Carbody,选择 07 号运动副，设置初始状态，S=7.85+1.25=9.1m(车辆定距)。12.3保持文件>>File>>Save，然后 >>File>>Reload。模型文件名：Ametro_11。13创建二系悬挂垂向弹簧13.

24、1第1个转向架构架上的 Mark 点,Frame1_SS_L (0, -0.94, -0.75), Frame1_SS_R(0, 0.94, -0.75)。车体上的 Mark 点,Carbody_SS_BL(-7.85, -0.94, -0.75), Carbody_SS_BR(-7.85, 0.94,-0.75)。>>Elements>>Forces 创建力元件 SS_BL。【ForceType选择 05:SpirngDamperparallelCmp,设置弹簧参数，如下图。设置力元件外形，0K。同理，创建力元件SS_BR。13.2第2个转向架构架上的 Mark 点，

25、Frame2_SS_L (0, -0.94, -0.75), Frame2_SS_R (0, 0.94, -0.75)。车体上的 Mark 点,Carbody_SS_FL(7.85, -0.94, -0.75) , Carbody_SS_FR(7.85, 0.94, -0.75)。>>Elements>>Forces,创建力元件 SS_FL, SS_FR,参数同前。13.4保存设置建模窗口 >>File>>Save,建模窗口 >>File>>Reload。13.4载荷预平衡关闭建模窗口。主窗口 >>Calcul

26、ation>>NonimalForces,出现载荷预平衡窗口。点击【ResetNonimalandConstraintForce*，去除原来的载荷预平衡。点击【InitialisewithAll ，点击【PerformCalculation,计算结果窗口出现。检查各力元件上 载荷的对称性，如果各相同位置力元件的载荷基本相等，点击【Save，出现计算结果保持窗口，点击OK。小技巧：如果力元件的横向和纵向预平衡载荷存在很小的载荷时，使用建模窗口中>>Calculation»Timelntegration进行模型检查时可能无法运行。出现这种情况时处理如下：(1)在建

27、模窗口内打开 VehicleGlobal窗口，进入【ContactForce】设置窗口，将【AllowWheelLeft】设置为“ SetTx=Ty=0whenNv0andcontinue”，OK，回到VehicleGlobal窗口，点击【ApplyasDefaultSI, Close 退出 VehicleGlobal窗口。保持文件，Reload。(2)使用建模窗口中>>Calculation»Timelntegration进行模型检查。(3)打开 VehicleGlobal窗口，进入【ContactForceJ 设置窗口，将【AllowWheelLeft】改回原来的设置

28、“ AbortSimulationwhenNvO”，OK，回到 VehicleGlobal窗口，点击【ApplyasDefaultSI， Close,退出 VehicleGlobal窗口。保持文件，Reload。(4)使用建模窗口中>>Calculation»Timelntegration再次进行模型检查。模型文件名：Ametro_12。14二系垂向减振器14.1第1个转向架构架上的 Mark 点，Frame1_SDZ_L (-0.41, -1.235, -0.4)，Frame1_SS_R( 0.41, 1.235, -0.4)。 车体上的 Mark 点，Carbody_

29、SDZ_BL (-7.85-0.41,-1.235,-0.9) , Carbody_SDZ_BR(-7.85+0.41, 1.235, -0.9)。>>Elements»Forces 创建力元件 SDZ_BL。【ForceType】选择02:DamperPtp,设置阻尼参数，如下图。设置力元件外形，OK。同理，创建力元件SDZ_BR。14.2第2个转向架构架上的 Mark 点,Frame2_SDZ_L (-0.41, -1.235, -0.4) , Frame2_SS_R( 0.41, 1.235, -0.4)。 车体上的 Mark 点，Carbody_SDZ_FL (-

30、7.85-0.41+15.7, -1.235, -0.9), Carbody_SDZ_FR(-7.85+0.41+15.7, 1.235, -0.9)。>>Elements>>Forces,创建力元件 SDZ_FL, SDZ_FR，参数同前。模型文件名：Ametro_13。15横向减振器15.1第1个转向架构架上的 Mark 点，Frame1_SDY (-0.21, -0.3, -0.7)。车体上的 Mark 点,Carbody_SDY_B (-7.85-0.21, 0.3, -0.7)。>>Elements>>Forces 创建力元件 SDY_

31、B。【ForceType选择02:DamperPtp,设置阻尼参数，如下图。二、y设置力元件外形，ok。15.2第2个转向架构架上的 Mark 点,Frame2_SDY (0.21, 0.3, -0.7)。车体上的 Mark 点,Carbody_SDY_F (7.85+0.21, -0.3, -0.7)。备注：每转向架只有一个横向传感器，车体上的横向减振器靠外侧布置。>>Elements>>Forces创建力元件 SDY_F，参数同上。模型文件名：Ametro_14。16纵向牵引弹簧16.1第1个转向架构架上的 Mark 点，Frame1_TR (0, 0, -0.42

32、)。车体上的 Mark 点,Carbody_TR_B (-7.85, 0, -0.42)。>>Elements>>Forces 创建力元件 TR_B。【ForceType选择05:SpringCmp,设置弹簧参数，如下图。设置力元件外形，0K。16.2第2个转向架构架上的 Mark 点，Frame2_TR (0, 0, -0.42)。车体上的 Mark 点,Carbody_TR_F (7.85, 0, -0.42)。>>Elements»Forces创建力元件 TR_F。弹簧参数同上。模型文件名：Ametro_15。17扭杆弹簧17.1第1个转向架

33、构架上的 Mark 点，Frame1_ARB(0, 0, -0.5)。车体上的 Mark 点,Carbody_ARB_B(-7.85, 0, -0.5)。>>Elements>>Forces 创建力元件 ARB_B。【ForceType】选择13:Spr-DamprotMeas.-lnpCmp,设置弹簧参数，如下图。设置力元件外形，OK。17.2第2个转向架构架上的 Mark 点，Frame2_ARB(0, 0, -0.5)。车体上的 Mark 点,Carbody_ARB_F(7.85, 0, -0.5)。>>Elements»Forces创建力元

34、件 TR_F。弹簧参数同上。模型文件名：Ametro_16。18横向止档18.1第1个转向架构架上的 Mark 点，Frame1_BS (0, 0, -0.8)。车体上的 Mark 点,Carbody_BS_B(-7.85, 0,-0.8)。>>Eleme nts> >ln putF unctions,新建一个力特性函数 BumpStop。【x-unit】选择m,【y-unit】选择N，按下图输入数据。选择插值方式，【Plot】画图。>>Elements»Forces,创建力元件 BS_B。【ForceType选择05:，设置弹簧参数，如下图。设置

35、力元件外形，OK。18.2第2个转向架构架上的 Mark 点,Frame2_BS (0, 0, -0.8)。车体上的 Mark 点,Carbody_BS_F (-7.85, 0, -0.8)。>>Elements»Forces,创建力元件BS F,弹簧参数设置同上。模型文件名：Ametro_17。19模型检查19.1载荷预平衡关闭建模窗口。主窗口 >>Calculation>>NonimalForces,出现载荷预平衡窗口。点击【ResetNonimalandConstraintForce*，去除原来的载荷预平衡。点击【Initialisewith

36、All】，点击【PerformCalculation】，计算结果窗口出现。检查各力元件上 载荷的对称性。如果各相同位置力元件的载荷基本相等，点击【Save】，出现计算结果保持窗口，点击OK。19.2计算检查进入建模窗口。建模窗口 >>Calculatio n>>TimeI ntegration，出现时域积分窗口，选择【Go】。如果转向架图形开始运动，说明模型正常。否则，自动退出该窗口。19.3保持文件建模窗口 >>File>>Save, >>File>>Reload。20振型分析20.1模型线性化建模窗口 >>

37、Globals>>VehicleGlobals，出现车辆总体参数设置窗口。【Wheel/RailProfileGeometry】选择“ LinearsecT,点击【Define】。选择【HarmonicLinearisation】，然后点击【Linearise】，回到上级窗口。建模窗口 >>Globals»Li nearisati on States,出现状态参数线性化窗口。选择【CopyAIIJoi ntStatestoLi nearizati on State,点击【OK】。建模窗口 >>File»Save, >>File

38、»Reload，文件 Ametro_18。20.2特征根计算主窗口 >>Calculation>>Eigenvaluse,出现特征根计算窗口。点击【Perform，计算结果如下图。特征根计算窗口 >>File>>Save。20.3振型显示建模窗口 >>Animation>>Modeshapes，出现 AnimationControlPanal。选择振型后播放，动画速度和播放模式可调整。20.3车辆的振型车辆的振型如下表所示。序次振型频率（HZ）阻尼比（%）1车体下心滚摆0.759314.832车体浮沉1.3080

39、14.903车体摇头1.469146.904车体上心滚摆2.0003j22.435车体点头2.049226.936前后构架同相浮沉5.868330.467前后构架反相浮沉5.93431 128.368前后构架反相点头8.127728.369前后构架同相点头8.129422.4410前后构架反相侧滚8.949841.9511前后构架同相侧滚9.022642.9512前后构架反相横移13.07547.4213前后构架同相横移13.07547.4614前后构架同相摇头20.85750.8115前后构架反相摇头20.85840.8120车轮踏面任一形状的车轮踏面需要经过两个步骤才能被程序应用1:将车轮

40、踏面的数据文件载入，该步骤是在“ProfileApproximation ”窗口下完成的。2：生成轮轨接触数据表，该步骤是在建模窗口下的“VehicleGlobals”窗口下完成的。20.1车轮踏面的数据文件载入SIMPACK使用右轮、右轨作为默认的数据输入，数据的坐标系见下图。数据文件采用ASCII文件格式。车轮踏面数据文件的第1、2行是说明踏面字符，第3行是有效数据列数值，以下各行是车轮踏面的坐标值，其中第1列为丫坐标，必须从小到大排列，方向从左到右；第 2列为Z坐标，向上为正（指向轮心）。轨头外形数据文件的数据文件结构与车轮踏面的相同，其丫坐标必须从小到大排列，方向从左到右，Z坐标向上为

41、正(指向轨头外)。坐标数值的单位为mm。数据文件需要保持在以下指定目录：C:/SIMPACKv 8.8/ren (用户名)/SIMPACK.8800/dat/wheel_rail_profs_measured/主窗口 >>PreProcess>>Wheel/RailProfileApproximation，进入 ProfileApproximation 窗口，如下图。【ProfileType】选择 WheelProfile。【Z-axisofmeasuredatd 选择 up。选择数据文件“ LM.dat”。点击【PerformApproximation】，生成SIMP

42、ACK数据文件。点击【Save，保持文件，【Exit】退出。20.2轮轨接触生成建模窗口 >>Globals>>VehicleGlobals，出现车辆总体参数设置窗口。设置左轮踏面外形：LM。设置右轮踏面外形：LM。点击【ApplyasDefaults】，Close。建模窗口 >>File»Save，建模窗口 >>File»Reload。当对车轮踏面和轨头外形设置完成后，可检查轮轨接触几何关系。点击【CheckProfile/Tables】，出现LM与UIC60轨的轮轨接触几何关系结果，见下图。文件名 Ametro_18。21

43、轨道不平顺在SIMPACK软件中，轨道不平顺有以下方式：(1)由轨道不平顺的PSD谱生成，程序中带有德国谱，用户可自定义其它PSD谱；(2) 余弦型轨道不平顺，可由程序生成或由用户给出；(3) 实际测量的轨道不平顺数据。这里仅介绍如何使用PSD生成时域的轨道不平顺。21.1轨道不平顺的PSD谱轨道不平顺的PSD谱由建模窗口的多项式函数定义。建模窗口 >>Elements>>Polynomials，出现多项式函数窗口，默认包括三个多项式函数，分别 表示水平不平顺(StochTrackEx_y)，垂向不平顺(StochTrackEx_z)和高度、轨距不平顺(StochTra

44、ckEx_a1)。选择方向不平顺StochTrackEx_y，双击后出现多项式函数定义窗口。【Type选择 SpectralAnalysis。【CoefficientsGivenby】选择：WheelRail: DBHorizontalHigh。点击Plot，画出方向不平顺的PSD图。点击OK，>>File»Save,保持文件。同理得到，得到高低不平顺 StochTrackEx_z和交叉不平顺StochTrackEx_cross21.2轨道中加入不平顺建模窗口 >>Globals>>Track，出现轨道设置窗口。【Excitation】 选择 Tr

45、ack-related，出现“ TrackExcitationGenerator” 窗口。点击【Vetical 】，选择 08: Nonlin.Stoch.byPolynomi。点击【Paramete，出现参数选择窗口。双击窗口中文件，将值改为1.0,出现参数表，填入相应参数，见下图。参数设置说明如下：（1）第1行的ID在（0, 5）区间取值，该值是随机数的初始值，但各个方向的不平顺的ID值不能相同；（2）第2行是采样频率点数，用门斶表示；（3）第3行是最高截至频率，用nmax表示；（4）第3行是最低截至频率，用nmin表示；（5）如果存在nfreq =nmaJ "min，这时时间历

46、程波形的PSD谱是正确的，但波形是周期很短的周期信号；如果n斶=nmax/Hmin，波形是准周期的，但时间历程波形的PSD谱在低频段是不正确的；（6）频率的单位必须是1/m ；（7）频率的划分应该是不等距的，否则 PSD不能正确地表达；设置完成后，0K，回到上一级窗口。点击【Parametel，画出时域的不平顺曲线。同样设置其它方向的不平顺。>>File»Save，保持文件。模型文件名Ameto_19。22时域积分仿真22.1参数设置主窗口 >>Calculation>>TimeIntegration>>Configure，出现积分设置

47、窗口。设置开始和结束积分时间，以及输出点数。点击【Save】，保持设置。如有必要，可改变积分方法。点击【Sett ingl,出现积分方式设置窗口。,22.2时域仿真主窗口 >>Calculation>>TimeIntegration>>Performancewithmeasurement 这时会跳出一个积分过程信息窗口，它给出了积分过程出现的各种情况。23后处理（结果输出）模型文件名Ameto_20，曲线通过。23.1G2DPIots主窗口 >>PostProcess»G2DPIots 出现 2D 绘图窗口。Axis选“x”，点击【Mo

48、dify 1，弹出变量窗口，选择“ Time”，0K。Curve选中“ 1”。Axis选“ y”，点击【Modify 1，弹出变量窗口，选择4位轮对的横向位移，>>States.Joint.Position.ZG»Wheelset4»y 这时窗口画图区出现曲线 1，OK。Curve选中“ 2”。Axis选“ y”，点击【Modify 1，弹出变量窗口，选择3位轮对的横向位移，>>States.Joint.Position.ZG»Wheelset3»y 这时窗口画图区出现曲线 2，OK。依次选中其它曲线。点击【Description

49、l，弹出窗口，输入图形题头。图形结果可以输出成其它文件。2DPlots绘图窗口 >>File>>Convert>>CreateBMPfile，出现文件 名窗口，给文件重新命名，OK。2DPlots能够输出以下结果：（1） States .J oi nt.Positio n.ZG 各刚体的位移；2） States .J oi nt.Velocity.ZGP:各刚体的速度。23.2Ge neralPlotsSIMPACK8.8版本中，将计算结果输出功能转移到 GeneralPlots模块。主窗口 >>PostProcess>>Genera

50、lPlots出现绘图窗口。绘图窗口分为三个区，左边为图形设置区域，中间为绘图区，右边为结果目录。作图方法：在右边结果目录区域选中要作图的内容，拖动到中间绘图区即可。脱轨系数等指标在Forceoutput目录树下。图形结果可以输出成其它文件。绘图窗口 >>File>>Expert，下图为输出图样。24平稳性计算模型文件名Ameto_19，直线+不平顺。24.1创建车体上 Mark点地板面中心线：车体中心 Carbody_Floor_C（ 0， 0，-1.15），前转向架中心 Carbody_Floor_F（7.85，0，-1.15），后向架中心 Carbody_Floor

51、_B （-7.85, 0，-1.15）。地板面中心线外 1 米处：前转向架 Carbody_Floor_S1（ 7.85， 1，-1.15）， Carbody_Floor_S2 （-7.85, -1，-1.15），前转向架 Carbody_Floor_S3 （7.85， 1， -1.15）， Carbody_Floor_S4（-7.85, -1，-1.15）。24.2创建传感器建模窗口 >>Elements>>Sensors出现传感器窗口。创建传感器Carbody_Floor_C，出现传感器定义窗口，设置相关参数，如下图。同理，可创建其它传感器。24.3时间积分设置轨道

52、不平顺，设置积分参数，进行时域积分。24.4ISO2631平稳性指标主窗口 >>PostProcess»GeneralPlots 出现绘图窗口。选择sensoracc目录下的Carbody_Floor_C的横向加速度（y），拖入绘图窗口。在左边窗口中选中 Curve1，绘图窗口主菜单>>Format>>AddFilter，弹出滤波器窗口。【FilterType】选择 085: Statistics:WZvalue（Ridelndex）【FilterParamete】设置见下图，OK，计算结果显示在绘图窗口。|24.4Sperli ng平稳性指标SI

53、MPACK中没有Sperling平稳性指标的滤波器。计算 Sperling平稳性指标可通过以下两种方 式实现。数据输出的方法如下：绘图窗口主菜单>>File»ASCIIExport，出现数据输出窗口，输入文件名，OK。在SIMPACK内定义滤波器的方法如下。主菜单>>PreProcess>>UserRoutines出现用户自定义函数窗口。【MBS-Library】中选择函数形式：2DFilters。【External选择语言：Fortran 或 C。点击【New，创建一个新函数，这时出现函数编辑窗口。输入函数内容（尚未完成）。然后点击【Compil

54、e进行编辑，通过后点击【BuildSharedUserRoutine©，将其加入到程序中。进入GeneralPlot窗口，在FilterType中使用上述自定义的滤波器。25根轨迹图SIMPACK提供了系统的根轨迹图，由它可以得到系统的特征根随速度的变化趋势，判断系统失稳定的速度的振型。完成根轨迹图的步骤如下：（1）设置速度变量；（2）进行特征根计算；(3) 根轨迹作图。25.1设置速度变量打开文件 Ametro_18。主菜单>>ParVariatio n>>Co nfigure，出现变量参数设置窗口。点击【VariationCase】，出现变量工况窗口，重新

55、命名为 Root_Loci。在【p1InnerLoopParamete】框内，创建新的变量；v_pmh，这时出现变量定义窗口。点击【Type，选择 >>VehicleGlobals>>04 : v_vehicle。填入变量的取值上、下限，0K，退回到上一级窗口。在【p1NumberofVariatio n框内填入变量循环次数。点击【Savei，保存设置，Exit。25.2进行特征根计算主菜单 >>ParVariati on> >PerformEige nfreque nce>>Perform。25.3根轨迹作图主菜单 >>

56、PostProcess»ParVariationPlot»Eigenfrequenee 根轨迹作图窗口 出现。设置作图参数，然后点击【Plot，完成根轨迹图。26临界速度的计算SIMPACK提供了临界速度随等效斜率变化的计算方法，它是通过设置变量参数，进行特征根计算得到的。26.1参数设置打开文件 Ametro_18。主菜单>>ParVariatio n>>Co nfigure，出现变量参数设置窗口。点击【VariationCase，出现变量工况窗口，新定义一个新任务Critical_Speed。定义内层循环变量:，:运行速度。一定义外层循环变量：等

57、效斜率。在变量参数设置窗口，设置【Pre-Calc。在变量参数设置窗口，设置【Method。| 注意：【Li nearMethod选择 Enable。26.2特征根计算I.主菜单 >>ParVariati on> >PerformCriticalParameter>>Perform。26.3临界速度图主菜单 >>PostProcess»ParVariationPlot>>CriticalParamete，绘图窗口出现。点击【Plot，完成临界速度与等效斜率关系图。附录1: LM踏面的数据文件WheelprofileLM136-70-6.8889-36-8.9926-2-0.1323321.4821-69-13.2591-35-7.8678-1-0.0651331.5619-68-15.9951-34-6.951400341.64