王珊珊

摘  要：文章以某城际动车组为研究对象，依靠多体动力学软件SIMPACK建立单节拖车仿真模型，并对车辆动力学性能进行分析。仿真结果表明：非线性临界速度、脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、轮轨横向力等指标均在规定的安全限值以内。此外，應用Sperling平稳性指标来评价车辆运行舒适性，得出该动车组的横向和垂向运行平稳性等级均为“优”，且车辆横向运行平稳性优于垂向运行平稳性。

关键词：动车组;动力学仿真;安全性;舒适性

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）15-0024-02

Abstract： An intercity EMU is regarded as the research object in this paper. A single trailer simulation model is established and vehicle dynamicsperformance are analyzed by using SIMPACK. The simulation results show that the non-linear critical speed， derailment coefficient， wheel load reduction rate， wheel axle lateral force， wheel rail lateral force and other indicators are all within the specified safety limits. In addition， it is concluded that the horizontal and vertical running stability of the EMU is "excellent" by using the Sperling stability index to evaluate the running comfort of the vehicle， and the horizontal running stability of the vehicle is better than the vertical running stability.

Keywords： EMU; dynamics simulation; safety; comfort

1 SIMPACK软件介绍

多体动力学软件SIMPACK可进行动力学仿真分析，模拟整车的系统振动特性、各构件的受力情况等等，特别是轮轨模块（Wheel/Rail）应用十分广泛。此外，SIMPACK 还可与 ANSYS、MATLAB等软件进行接口。研究人员使用该软件可快速建立动力学模型，随即自动形成力学方程，并得到系统的动态特性或频域特性。该软件采用先进的相对坐标系建模，求解迅速、稳定、可靠[1]。

2 动车组仿真模型的建立

2.1 建立轮对模型

在SIMPACK的轮轨模块中，通过体（Body）设置轮对的物理属性（质量、质心、转动惯量等），然后定义左右轮轨关系，选择车轮踏面为S1002CN、轨道型面为60kg/m，输入相关参数，最后在轮对上创建mark点坐标。

2.2 建立转向架模型

定义构架的物理特性、外形及构架上mark点坐标，导入轮对模型，建立轴箱并确定轴箱mark点，轴箱定位方式为转臂式，将轴箱与轮对铰接（Joint）在一起，构架和转臂轴箱上对应的mark点坐标通过力元（Force）形式连接，将一系轴箱弹簧简化为5号力元，一系垂向减振器简化为6号力元形式。……