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(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
专利 一种基于ABAQUS平台的考虑路面不平顺的车桥耦合分析方法
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