[发明专利]一种机车车体垂向刚度估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机车车体垂向刚度估算方法。

背景技术

在机车设计过程中，方案设计期间由于机车设计方案变化频繁，方案多，因此要求快速得到各项设计数据，机车车架垂向刚度是一项关键数据，如果机车方案在最初就有很好的垂向刚度，那么机车设计过程中就可以提高设计效率。

现在，国内外对机车车体垂向刚度的计算主要是靠对车体进行仿真分析得到，其分析过程需要较长的时间，一般在10天以上，不适合在方案设计期间使用，因此，在方案设计期间没有明确的估算机车垂向刚度的计算方法，对垂向刚度的估算则是依靠设计师的设计经验进行简单估算，没有明确的方法，计算精度不高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种机车车体垂向刚度估算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机车车体垂向刚度估算方法，包括如下步骤：

步骤一、确定机车总体设计方案；

步骤二、确定包括边梁长度、边梁形式、梁截面参数、车体截面和设备布置的车体方案及设计车型的前后旁承中心距L1、车体及上部载荷F1、截面惯性矩I1、机车中部挠度Y1；

步骤三、从现有机车车型数据库中选取与设计车型相似的机车车型，并从该相似车型中获得前后旁承中心距L2、车体及上部载荷F2、截面惯性矩I2、机车中部挠度Y2；

步骤四、计算车型比较系数：

(1)前后旁承中心距比较系数P：

P＝L1/L2

(2)比较系数F：

F＝F1/F2

(3)比较系数I：

I＝I1/I2

步骤五、计算机车中部挠度：

(1)计算机车中部挠度比较系数Y：

Y=F×P3I]]>

(2)计算机车中部挠度Y1：

Y1＝Y×Y2

步骤六、刚度评定：

(1)计算机车挠跨比Y1/L，其中：L为车辆定距；

(2)判断挠跨比是否小于等于设定的评定标准：如果是则判定车体垂向刚度满足设计要求，估算结束；如果否，则返回步骤一。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：本发明方法是将设计车型和类似的已有车型进行对比，分析结构数据和垂向刚度数据的关系，依靠力学公式进行推导，得到计算公式，在已有设计类似机车车体数据及垂向刚度数据的情况下，根据公式对比估算机车车体垂向刚度，其结果具有较高的精确度，并且估算速度快，在数据齐备情况下，只需要几分钟。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明方法的流程原理图。

具体实施方式

一种机车车体垂向刚度估算方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤一、机车设计方案

根据机车研究项目要求或机车产品合同要求，对机车进行初步的设计，确定机车总体设计方案，方案数据为刚度估算的基础。

步骤二、车体方案

根据机车总体设计方案，确定车体方案，车体方案包括：边梁长度、边梁形式、梁截面参数、车体截面、设备布置等，然后确定设计车型的以下主要参数具体数据：前后旁承中心距L1、车体及上部载荷F1、截面惯性矩I1等参数。

机车设计中，对机车刚度影响因素很多，影响大小不一，上述只考虑了影响最大的几个参数，能以最快速度得到方案刚度计算数据，为方案设计提供参考。为了得到更精确的估算结果，还应确定设计车型的更多的参数，如：载荷向中部集中，旁承刚度变化等。(注意：计算的影响因素越多时，将需要更多的参数，花费的时间也越多，估算的实效性也越差。)

步骤三、寻找类似车型

从现有机车车型数据库中选取与设计车型相似(包括机车结构型式、使用类型、设备布置等相似)的机车车型，并从该相似车型中获得以下数据：前后旁承中心距L2、车体及上部载荷F2、截面惯性矩I2、机车中部挠度Y2等参数。

为了得到更精确的估算结果，还应从该相似车型中获得更多的参数，如：载荷向中部集中，旁承刚度变化等。这些参数应与设计机车方案有明确的可对比性。