(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111540536.9 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市孝陵卫20 0号 (72)发明人 蒋冬启　刘善权　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 代理人 张玲 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于ABAQUS平台的考虑路面不平顺的 车桥耦合分析方法 (57)摘要 本发明属于车桥系统动力学分析领域， 具体 涉及一种基于ABAQUS平台的考虑路面不平顺的 车桥耦合分析方法。 利用AB AQUS软件建立车辆和 桥梁的初始模型， 并输出为.inp文件， 在MATLAB 软件中生 成路面高程随车辆前进距离的函数， 并 替换初始桥梁模 型中路面部件的纵坐标值， 生成 新的.inp文件用于 车桥系统计算 分析。 本发明利 用ABAQUS强大的动力求解功能， 直观地建立车桥 耦合模型， 避免了编写大量动力学方程代码， 同 时在后续分析中考虑了 路面不平 顺的因素， 保证 了数值计算的准确性。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114201804 A 2022.03.18 CN 114201804 A 1.一种基于ABAQUS平台的考虑路面不平顺的车桥耦合分析方法， 其特征在于， 利用 ABAQUS软件建立车辆和桥梁的初始模型， 并输出为.inp文件， 在MATLAB软件中生成路面高 程随车辆前进距离的函数， 并替换初始桥梁模型中路面部件的纵坐标值， 生成新的.inp文 件用于车桥系统计算分析。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述方法具体包括如下步骤： 步骤(1)： 在ABAQUS软件中建立车辆模型， 设置车辆参数； 步骤(2)： 在ABAQUS软件中建立 桥梁和路面模型， 设置几何、 材 料相关属性 参数； 步骤(3)： 在ABAQUS软件中进行装配， 设置分析步并划分网格； 步骤(4)： 在ABAQUS软件中定义车轮和路面的接触， 设置荷载、 边界条件， 生成Job ‑ 0.inp文件； 步骤(5)： 提取Job ‑0.inp文件中部件的节点编号和 坐标， 保存为data1、 data2、 data3， 分别包含上桥引桥、 主桥和下桥引桥的相关数据； 步骤(6)： 在MATLAB软件中运行采用谐波叠加法模拟路面不平顺的createrough.m文 件， 生成路面 不平顺数据， 保存为m.mat； 步骤(7)： 在MATLAB软件中运行输入为data1、 data2、 dat a3和通过createrough.m生成 的不平顺数据m.mat的changedata.m文件， 用步骤(6)中的不平顺数据替换步骤(5)中的节 点纵坐标， 并生成newdata1、 newdata2、 newdata3； 步骤(8)： 在MATLAB软件中运行输入为部件节点信息在Job ‑0.inp中的起止行号的 writeinp.m文件， 用newdata1、 newdata2、 newdata3替换Job ‑0.inp中的相 应部件， 并生成 Job‑1.inp； 步骤(9)： 在ABAQUS软件中提交Job ‑1.inp进行计算分析。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 步骤(1)具体为： 步骤(11)： 在ABAQUS软件的部件模块， 依据车辆几何尺寸将车体按照三维线型离散刚 体进行建模； 步骤(12)： 在ABAQUS软件的属性模块， 在车辆重心设置参考点， 并赋予惯性属性， 包括 质量和转动惯量 参数； 步骤(13)： 在ABAQUS软件的相互作用模块， 设置车轮参考点和接触参考点， 为车轮参考 点指派质量， 为车轮参考点和接触参考点的连接指派弹簧和阻尼， 为车轮参考点和车体的 连接指派弹簧和阻尼。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 步骤(3)具体为： 步骤(31)： 装配和网格划分时使上桥引桥路面、 主桥桥面、 下桥引桥路面在轮迹处具有 连续网格且尺寸相同； 步骤(32)： 设置 两个分析步， 第一个为静力通用分析步， 第二个为动力隐式分析步； 步骤(33)： 限制动力隐式分析步的最大增量 步长。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 步骤(4)具体为： 步骤(41)： 创建一个相互作用属性， 将其法向行为设置为硬接触； 步骤(42)： 设置车轮和路面的相互作用， 接触主面选为桥面， 接触从面选择接触参考 点； 步骤(43)： 释放车辆的所有竖向自由度， 其他自由度根据步骤(12)中赋予的惯性属性权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201804 A 2来确定。 6.根据权利 要求5所述的方法， 其特征在于， 步骤(5)中data1表示部件为上桥引桥路面 数据， data2表 示部件为主桥桥面数据， data3表 示部件为下桥引桥路面数据， 其中包含了部 件节点编号和坐标信息 。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 步骤(6)的采用谐波叠加法模拟路面不平 顺的createrough .m文件的输入包括路面不平顺系数、 网格尺寸和路面长度； createrou gh.m文件的输出是采用谐波叠加法生成 的一组零均值各态历经的平稳Gauss随 机过程， 即为路面高程。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 步骤(7)具体为： 步骤(71)： changedata.m文件是为了自动替换节点坐标， 其输入为data1、 data2、 data3 和通过createrough.m生成的不平顺数据m.mat， newdata1、 newdata2、 newdata3分别为含有 路面不平顺的上桥引桥路面、 主桥 桥面、 下桥引桥路面的部件信息； 步骤(72)： 上桥前路面末端和桥面板首端拥有相同的高程； 下桥后路面首端和桥面板 末端拥有相同的高程。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特 征在于， 步骤(8)具体为： 步骤(81)： writeinp.m文件是为了自动修改原始inp文件， 其输入为部件的节点信息在 Job‑0.inp中的起止行号； 步骤(82)： writei np.m文件的输出为Job ‑1.inp。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201804 A 3