高铁车辆和轨道耦合模型

车辆模型参数

g=9.8;                     %重力加速(m/s^2) Lc=9.0;                    半车辆定距(m) Lt=1.25;                   转向架固定轴距的一半(m) Kpz=1.87E6;                %悬挂刚度(N/m) Cpz=5E5;                   一系列悬挂阻尼(N.s/m) Ksz=1.72E6;                %二系悬挂刚度(N/m) Csz=1.96E5;                %二系悬挂阻尼(N.s/m) Mc=30000;                  %车体质量(Kg) Mt=3000;                   前后转向框架质量%(Kg) Mw=1000;                   各轮质量(Kg) Jc=2.0E6;                 %车身点头惯量(Kg.m^2) Jt=2000;                   前后转向架点头(Kg.m^2) R=0.4575;                  %车轮半径(m)

高速轨道模型参数

E=2.059E11;                %钢轨弹性模量(Pa/m) I=3.217E-5;                %钢轨截面惯性矩(m^4) Mr=60.64;                  每延米%钢轨质量(Kg) Ms=170;                    %每个轨枕的质量(Kg) Kp=6.0E7;                  %轨下垫层刚度(N/m) Cp=7.5E4;                  阻尼%轨下垫层(N.s/m) Ls=0.6;                    %轨枕间距(m) Le=1.175;                  半轨枕有效支撑长度 Lb=0.277;                  %轨枕底面宽度(m) Rho=1.9E3;                 %道床密度(Kg/m^3) Eb=1.2E8;                  %道床弹性模量(Pa/m) Cb=6.0E4;                  %道床阻尼(N.s/m) Kw=7.84E7;                 %道床剪切刚度(N/m)        Cw=8.0E4;                  %道床剪切阻尼(N.s/m) a=35;                      %轨下压力扩散角(°) hb=0.35;                   %道床厚度(m) Ef=1.9E8;                  %路基弹性模量(Pa/m) Cf=1.0E5;                  %路基阻尼(N.s/m)

计算耦合系统中各矩阵的计算

M=blkdiag(Mv,MT); C=blkdiag(Cv,CT); K=blkdiag(Kv,KT);

计算每个车轮的运动坐标

xw(:,t 1)=[2*(Lc Lt) v*t.*dt;2*Lc v*t.*dt;2*Lt v*t.*dt;v*t.*dt];  for j=1:4     Zrw(j,t 1)=0;     Vrw(j,t 1)=0;     Arw(j,t 1)=0;     for k=1:NM   Zrw(j,t 1)=Zrw(j,t 1) (2/(Mr*L))^0.5*sin(k*pi*xw(j,t 1)).*X(10 k,t 1);   Vrw(j,t 1)=Vrw(j,t 1) (2/(Mr*L))^0.5*sin(k*pi*xw(j,t 1)).*V(10 k,t 1);   Arw(j,t 1)=Arw(j,t 1) (2/(Mr*L))^0.5*sin(k*pi*xw(j,t 1)).*A(10 k,t);     end     Z0(:,t 1)=0.005*sind(20.*t/1000) 0.003*cosd(10.*t/1000 30);     Deta_Z(j,t 1)=X(j 6,t 1)-Zrw(j,t 1)-Z0(:,t 1);     pw(j,t 1)=(1/G.*Deta_Z(j,t 1))^1.5;     if  pw(j,t 1)<0         pw(j,t 1)=0;     else pw(j,t 1)=pw(j,t 1);     end     sum_pw=sum_pw pw(j,2);     sum_deta_pw=sum_deta_pw abs(pw(j,2)-pw(j,1)); end if sum_deta_pw./sum_pw>1e-2     pw(1:4,2)=1e-2.*sum_pw; end