基于Window的重载列车纵向动力学可视化仿真系统

基于制动系统仿真的两万吨列车纵向动力学分析的开题报告一、选题背景随着我国高铁网络的不断发展，列车的速度不断提升，纵向动力学问题随之出现，特别是在制动过程中，车辆之间的距离不断缩短，冲击力会逐渐增大，严重影响乘客的安全和舒适性。

因此，对于高速列车纵向动力学的研究显得尤为重要。

本文将以制动系统仿真为基础，探究两万吨列车在制动过程中纵向动力学的规律，为相关领域的研究提供参考。

二、选题意义1. 分析列车制动过程中的纵向动力学规律，对于提升列车的制动安全性、保障列车正常运行具有重要意义；2. 通过仿真研究，可以在较短时间内得到准确的研究结果，为实际制动系统的优化提供有力支持；3. 本课题的研究成果可以为高铁及其他列车制动系统的设计和改进提供重要参考，具有一定的应用价值。

三、研究内容和方法本文将以两万吨列车的制动系统为研究对象，采用仿真分析的方法，结合列车动力学的理论，分析列车制动过程中的纵向动力学规律。

具体研究内容如下：1. 制动系统的建模与仿真，包括制动盘、制动鞋、气缸等关键部件的模型建立；2. 利用列车动力学理论，建立纵向动力学模型，并分析列车的制动制动距离、制动时间、制动力等；3. 根据仿真结果，分析列车在制动过程中的纵向振动规律，以及车辆间的冲击力和应力分布等。

四、预期成果通过本研究，预计可以得到以下成果：1. 两万吨列车的制动系统仿真模型建立和仿真结果；2. 对列车制动系统纵向动力学的分析结果，包括制动距离、制动时间、制动力等参数，可以为制动系统的优化提供理论支持；3. 纵向振动规律分析结果和冲击力的分布，有助于评估列车制动系统在不同运行状态下的稳定性；4. 研究成果可以为高速列车制动安全的提升和相关领域的研究提供参考。

五、研究计划（1）制备阶段（1-2周）研究相关文献，了解列车制动系统的发展和制动过程的基本原理，确定研究目标和方法。

（2）建模仿真阶段（3-4周）根据制备阶段的研究结果，建立两万吨列车的制动系统仿真模型，进行仿真分析。

重载列车纵向动力学计算程序综述和研制张志超;李谷;储高峰【摘要】介绍了国内外重载列车纵向动力学仿真计算程序的发展概况,对空气制动系统模拟、车钩缓冲装置模拟以及数值积分方法等三个关键问题进行了梳理分析,并提出了作者的认识和见解,为今后的重载列车纵向动力学仿真研究提供了有价值的研究思路.在此基础上,建立了重载列车纵向动力学仿真模型,其中包括改进的缓冲器迟滞特性数学模型,并编制了它的计算程序,介绍了该程序的基本要素和总体构成.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2014(034)006【总页数】7页(P1-7)【关键词】重载列车;纵向动力学;缓冲器;仿真计算;空气制动【作者】张志超;李谷;储高峰【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U260.13;U292.921重载运输是铁路现代化的一个标志。

2006年3月28日我国大秦线成功开行了2万t级重载组合列车，大幅度提高了大秦铁路的运输能力，成为世界上年运量最高的重载铁路，为实现国家铁路货运持续发展打下了坚实的基础［1］。

2014年4月铁路总公司组织太原铁路局、中国铁道科学研究院等单位成功完成了大秦线3万t级的重载组合列车综合试验，为3万t重载列车的成功开行提供了技术储备。

发展重载运输是铁路扩能提效的一个有效途径，已成为我国铁路货运的发展方向。

然而，随着重载列车轴重和编组长度的增大以及列车速度的提高，在变化工况时各机车车辆不能同步操纵，前部车辆和后部车辆之间的速度差增大，这势必造成十分严重的纵向冲动，产生很大的纵向车钩力。

另外，列车长度的增加还会使得列车所占的线路纵横断面复杂不一，整个列车的受力情况要比一般列车复杂得多。

这些因素都使得重载列车发生脱轨、断钩、脱钩等重大事故的可能性要远大于一般列车。

重载车动力学虚拟样机建模与仿真刘广，许斌，杨积东上海机电工程研究所重载车动力学虚拟样机建模与仿真Dynamic Virtual Prototyping Modeling & Simulationof Burden-vehicle刘广，许斌，杨积东（上海机电工程研究所，桂林路412号，200233）摘要：以某重载车为物理原型，基于MSC ADAMS仿真平台建立了某重载车的多体动力学虚拟样机模型，结合路面（谱）和车控液压模型，对多种典型工况进行了虚拟仿真试验，获得了较为完备的虚拟试验数据，评估了重载车的性能指标实现能力和环境适应能力；建立了重载车主要设计参数与性能指标之间的关联，为优化其总体设计参数提供了基础技术支持。

关键词：重载车，多体动力学，虚拟样机，建模与仿真，虚拟试验，MSC ADAMS Abstract: A multi-body dynamic virtual prototyping model of a certain burden-vehicle has been built based on MSC ADAMS simulation platform according to its physical model. The virtual simulation experiments have been carried out in the manifold load case integrating the road spectrum and control-hydraulics model. The virtual experiment data obtained from the system evaluate its realizable ability of the performance target and adaptable ability of the condition. The relationship built between the main design parameter and the performance target provides basic technical support for optimizing its total design parameter.Keywords：Burden-vehicle, Multi-body dynamics, Virtual prototyping, Modeling & simulation, Virtual experiment，MSC ADAMS1引言重载车是某装备运输过程中的重要车辆之一，其主要功能是运输、起竖相关装备，以及在控制系统的配合下给相关装备供电、预装，保证相关装备的正常工作。

多体动力学仿真数据驱动的列车运行可视化郁家福;马宗;刘丰嘉;唐兆【摘要】针对传统多体动力学软件无法直观体现出列车真实运行环境,而目前主流的列车虚拟运行仿真系统又无法实现对列车运行平稳性评估的现状,提出了一种多体动力学仿真数据驱动的列车运行可视化方法.采用三维GIS技术,实现了不同线路环境下列车运行三维场景高精度模型的构建.使用多体动力学软件SIMPACK对列车在不同速度和不同轨道谱下的运行进行动力学仿真,并基于仿真后处理数据建立了最小二乘线性回归模型,预测出列车在不同运行状态下的垂向平稳性指标值.借助三维可视化引擎UNIGINE,实现了以列车运行的多体动力学仿真数据来驱动列车模型运动的三维可视化.【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】5页(P84-88)【关键词】多体动力学;仿真;列车运行;三维可视化【作者】郁家福;马宗;刘丰嘉;唐兆【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TP391.90 引言随着我国高速铁路工程的迅速发展，我国高速列车的设计制造以及集成技术已达到世界先进水平,而对高速列车在各种运行状态下安全性能的监测与评估目前还存在一些不完善的地方。

国内外对列车安全性能评估研究的方式主要采用线路实验以及振动台实验等方法，通过处理大规模的实验数据加以分析得出列车的动力学性能指标，即运动稳定性、运行平稳性和曲线通过能力[1]。

伴随着计算机技术的迅速发展，对列车在各种运行状态下的仿真已成为一种有效的代替试验来分析评估列车安全性能的方法[2]。

上述方法不但节约相应的实验成本，而且可以模拟产生足够的仿真数据来分析研究列车在各种条件下的运行时状态，这对列车安全性的评估有非常重要的辅助作用。

基于MATLAB平台的轨道车辆动力学研究软件的开发和应用的开题报告基于MATLAB平台的轨道车辆动力学研究软件的开题报告一、研究背景和意义随着轨道交通的快速发展，轨道车辆动力学的研究对于保障列车运行的安全性和提高运输效率具有重要意义。

MATLAB作为一种强大的数学计算软件，在轨道车辆动力学的研究中具有广泛的应用前景。

因此开发一款基于MATLAB平台的轨道车辆动力学研究软件，可以极大地提高研究效率和准确性，推动轨道交通领域的技术进步。

二、研究目标本研究旨在开发一款基于MATLAB平台的轨道车辆动力学研究软件，实现以下目标：1. 建立轨道车辆动力学模型的数学描述，包括车辆、轨道、接触网等主要部件的动力学特性；2. 利用MATLAB的数值计算能力，对轨道车辆进行精确的运动模拟和分析；3. 开发交互式界面，方便用户输入模型参数、输出仿真结果，并进行可视化展示；4. 集成其他相关模块，如车辆系统动力学、线路工程、轮轨关系等，实现多学科协同仿真分析；5. 为轨道交通领域的研究人员提供便捷的数据导入导出功能，便于分享和应用研究成果。

三、研究内容本研究将分为以下几个阶段进行：1. 轨道车辆动力学模型的建立：基于MATLAB平台，建立轨道车辆动力学的数学模型，包括车辆、轨道、接触网等主要部件的动力学特性。

2. 轨道车辆运动模拟与分析：利用MATLAB的数值计算能力，对轨道车辆进行精确的运动模拟和分析，包括平稳性分析、安全性分析等。

3. 交互式界面的开发：开发交互式界面，方便用户输入模型参数、输出仿真结果，并进行可视化展示。

4. 多学科协同仿真分析：集成其他相关模块，如车辆系统动力学、线路工程、轮轨关系等，实现多学科协同仿真分析。

5. 数据导入导出功能：为轨道交通领域的研究人员提供便捷的数据导入导出功能，便于分享和应用研究成果。

四、研究方法和技术路线本研究将采用理论推导、建模分析、编程实现、实验验证相结合的方法进行。

基于 Adams 与 Matlab 联合仿真的摆式列车动力学计算周和超;梁寒冰【摘要】为了研究摆式列车动力学性能,建立了摆式列车机电耦合动力学模型,并运用Adams与Matlab/Simulink联合仿真的技术进行数值计算.研究了多种工况下摆式列车的动力学性能,通过与普通车辆之间的对比表明,摆式列车具有在较小影响其动力学性能的前提下明显改善旅客乘坐舒适度,并提高列车曲线通过速度.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】5页(P33-37)【关键词】摆式客车;机电耦合动力学;Adams;Matlab【作者】周和超;梁寒冰【作者单位】同济大学,铁道与城市轨道交通研究院,上海,200092;同济大学,铁道与城市轨道交通研究院,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】U271.1+1摆式列车可以在不降低旅客乘坐舒适度的情况下以较高的速度通过曲线,这是既有线提速、增加铁路客运能力、提高铁路与其他交通工具竞争能力的一种有效办法。

国外摆式列车的发展现已经进入成熟的运营阶段,我国的摆式列车研究工作也取得了不少的成果[1-3]。

对于摆式列车这样的大型机电移动设备系统,从启动研发到最终产品定型,运用现有的先进计算技术和理论进行仿真模拟是主要的研究手段之一。

Adams软件建立的虚拟模型能很好地反映实际的物理模型,其仿真结果也能很好地与实际物理模型的结果相吻合[4]。

但是对于控制系统设计,Adams软件提供的控制工具箱只能处理一般的控制环节(比如PID控制),而Matlab/Simulink是大型控制系统设计软件,能够运行各种高级控制环节,如果将两者结合起来,充分发挥它们各自的优势,这将给那些复杂系统的研究提供一种新的途径。

1 摆式列车机电耦合动力学模型运用多体动力学软件建立了摆式列车纵—横—垂向机电耦合动力学模型,考虑了列车系统中存在的轮轨几何接触关系非线性、轮轨蠕滑力非线性、车辆二系悬挂非线性等特点。

DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2024.02.011基于北斗的重载铁路列控系统仿真测试系统研究韩兴邦1，2（1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070）摘要：针对基于北斗的重载铁路列控系统的系统构成，将系统关键设备作为被测设备，设计半实物仿真测试系统架构，并分析北斗卫星导航系统仿真、闭塞系统仿真模拟以及重载列车仿真模拟等关键技术及方案。

通过系统实现，验证本仿真测试系统设计方案可行，能够执行基于北斗的重载铁路列控系统的典型运行场景，支撑系统技术方案可行性验证，支撑装备调试及测试，为装备研发及工程实施提供环境保障，并为实验室系统集成测试提供有力的技术保障。

关键词：列控系统；仿真测试；重载铁路；北斗导航系统中图分类号：U284.48 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2024)02-0060-07Research on Simulation Testing System for Heavy Haul RailwayTrain Control System Based on BeidouHan Xingbang1, 2(1. CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 100070, China)(2. Beijing Engineering Technology Research Center of Operation Control Systems for High Speed Railways, Beijing 100070, China)Abstract: Regarding the system composition of the heavy haul railway train control system based on Beidou , the key equipment of the system is taken as the tested equipment. A semi-physical simulation testing system architecture is designed, and key technologies and solutions such as the simulation of the Beidou Navigation Satellite System, block system simulation, and heavy haul train simulation are analyzed. Through system implementation, it has been verifi ed that the design scheme of this simulation testing system is feasible, capable of executing typical operating scenarios of the heavy haul railway train control system based on Beidou, supporting feasibility verifi cation of system technical solutions, facilitating equipment debugging and testing, providing environmental support for equipment research & development and engineering implementation, and off ering strong technical 收稿日期：2023-12-05；修回日期：2024-02-03作者简介：韩兴邦（1989—），男，工程师，硕士，主要研究方向：列控系统仿真测试技术与方法，邮箱：hanxingbang@ 。

基于Window的重载列车纵向动力学可视化仿真系统赵旭宝;魏伟【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2011(32)8【摘要】为了研究长大重载列车纵向动态性能,借助于计算机仿真技术,开发了具有模拟驾驶功能的空气制动与纵向动力学联合仿真系统.该仿真系统包括系统参数输入、控制表盘动态调整和性能参数实时显示等功能,实现了对列车的制动、缓解、速度调控和司机驾驶模拟及性能参数的分析.该系统采用Fortran和Windows编程语言开发而成,为列车在复杂线路上行驶时确定合理操作方法提供了仿真平台,并为重载列车动态性能分析与评估提供了可视化分析工具.该系统在工程中得到了很好的应用.%In order to investigate the longitudinal dynamic performance of heavy haul train, a combined simulation system of air braking and longitudinal dynamics is developed. The system consists of system parameter input, dynamic adjustment control handle and performance parameter real-time display. The train braking, releasing, control of velocity, driving simulator and analysis of performance parameter are implemented. The system is developed with Fortran and Windows programming language. Reasonable driving method can be determined in a complex line by simulation system. An effective visual drawing tool is presented for the analysis and assessment of dynamic performance of loaded train. It is used well in project.【总页数】5页(P2801-2804,2848)【作者】赵旭宝;魏伟【作者单位】大连交通大学软件学院,辽宁大连116021;大连交通大学载运工具先进技术重点实验室,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】TP39【相关文献】1.基于LabWindows/CVI的飞机高升力设备测试及总线仿真系统 [J], 邵芳2.基于LabWindows/CVI和Matlab的直流电机转速控制仿真系统设计 [J], 徐园园;洪雪梅3.基于LabWindows/CVI的飞机高精度、高可靠性测试仿真系统 [J], 张长茂4.基于重载列车多机同步操纵控制系统的机车仿真系统研究 [J], 袁韬5.基于Windows XP Embedded的LKJ2000仿真系统设计与实现 [J], 李凤华;钱雪军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。