ansys和LS-DYNA进行联合轨道动静态仿真对比(加上轨道不平顺)
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:
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
在修该k文件时输入6e8和输入600e6算出来的结果不一样
修该好的k文件有时在ls-prepost上打开显示很奇怪
在ls-prepost做前处理时重力往下,在k文件修该时重力往上
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。
![有砟轨道.png 有砟轨道.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/e249bd6fa9a44ff0bd6b9a04072ee8d2.png)
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,
![image_000.jpg image_000.jpg](https://img.jishulink.com/upload/201912/6cf0fab76c464dc98b3cbf06c54e5dc4.jpg)
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,
![rail6.png rail6.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/67a748e7b0dc4b48a7952590a1e70de0.png)
其中轨道按照0.6m划分,节点考虑约束横向。
![jieidan.png jieidan.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/bb168d3475c44550a1d56fbdc7c9de83.png)
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
![轮轨力.png 轮轨力.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/080dbfb0fb2b4afe86a22ff6e3db4d94.png)
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:
![finnal8.png finnal8.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/8319a787117f44e0a508340514890018.png)
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:
![没有不平顺钢轨轨枕.png 没有不平顺钢轨轨枕.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/304bb718fae541c29d2384c36311fb10.png)
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
![14.bmp 14.bmp](https://img.jishulink.com/upload/201912/0afba35d1636443e988ac4374226ab66.bmp)
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,
![不平顺图.png 不平顺图.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/506a10c0398b42d2ae413c8333a70f8b.png)
其中加入轨道不平顺后轮轨力如图:
![噗噗皮.png 噗噗皮.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/a4e7e0603f39469ab2bc3602239dd00c.png)
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:
![不平顺钢轨轨枕.png 不平顺钢轨轨枕.png](https://img.jishulink.com/upload/201912/3e9673c8c16f43369d67b8267472ff4c.png)
其中轨枕和钢轨垂向位移好像没变,很奇怪。希望大佬批评指正。希望使用ls-dyna的人一起交流。我群号 198456828
![image_000.jpg image_000.jpg](https://img.jishulink.com/upload/201912/b856f439520442e79c72b8a423777506.jpg)