Ansys与LS-DYNA联合轨道动静态仿真对比研究

ls-dyna在轨道上使用的资料太少了，上网查相关资料也少之又少，而且相关ls-dyna的书都成了绝版不好买，只能买复印版的。文章开头先说一说ls-dyna遇见的奇葩事也是经验总结：

1. 用ls-dyna的combin165做的简单的弹簧小例子发现出来的结果不对，所以用了梁弹簧关键字
2. 在修该k文件时输入6e8和输入600e6算出来的结果不一样
3. 修该好的k文件有时在ls-prepost上打开显示很奇怪
4. 在ls-prepost做前处理时重力往下，在k文件修该时重力往上
5. 在关键字*rail_track和*rail_train上加轨道不平顺时要注意格式

先说说ls-dyna动态仿真。首先用ansys建立了简单的有砟轨道模型，模型共29870个节点，19844个单元，其中钢轨采用60型号钢轨，轨枕采用实际尺寸的三型有挡肩轨枕（模型从CAD导入）如图，轨枕采用*MAT_ELASTIC实体单元，其中扣件和道床采用*MAT_LINEAR_ELASTIC_DISCRETE_BEAM（66）弹簧梁关键字。轮子采用*MAT_RIGID刚体。为了保证模型的准确性，轮对的part部分采用*PART_INERTIA关键字。

车体方面先建立了一个轮对，轮对采用刚体重1t，在轮对两侧加一对平行的力，使轴重达到14t。如图，

其中轮轨连接采用*rail_track和*rail_train关键字。

*rail_track
          1       100       318       4       00.0       1.0       0.0        1
                  101         1       5       00.0       1.0       0.0   
*rail_train   
         1       200       0.0 0.000e+00       0.0         1                 0.0 
  1.600E+9       0.0       0.0       0.0       0.0       0.0

轮轨接触刚度采用标准的1.6e9其中100和101代表左右轨道，318和1代表轨道的起点，

其中轨道按照0.6m划分，节点考虑约束横向。

其中模型中运行了3秒，其中静止了0.3秒。其中速度为160km/h（44.44m/s）

*boundary_prescribed_motion_rigid
         5         3         0         3    44.44        0     1e+28      0.3

下面来看结果

1.在没有加入轨道不平顺：

轮轨力

可以看出在静止的3s中轮子的力稳定在69.9kN这和加载的力和轮子的自重的和相等（轴重为14t）为了区分有砟轨道区，阻尼加的有点大，动态的轮轨力为76.6kN.

轮子垂向位移：

其中轮子的垂向位移为，间隔0.6m的余弦波形图。

钢轨和轨枕的垂向位移：

其中钢轨垂向位移为0.877mm其中轨枕为0.465mm，为了验证位移的正确性，在ANSYS中进行静力计算，采用两对个力模型轴重14t的转向架对轨道的力进行加载结果如图为0.9mm

加入轨道不平顺的轨道模型：

为了接近仿真的真实性，加入轨道不平顺如图，

其中加入轨道不平顺后轮轨力如图：

其中静止时也是69.9kN，动态最大为96.8kN，加入不平顺后对轮轨力的影响较大。

钢轨和轨枕位移：

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删