SIMPACK轮轨前处理：型面测量到接触数表

"SIMPACK是一款强大的动力学仿真软件，尤其在轮轨接触分析方面具有专业功能。本文档介绍了如何使用SIMPACK进行从型面测量数据到接触数表转换的过程，涉及了轮轨接触分析的关键步骤。 在车辆动力学领域，轮轨接触分析是至关重要的，因为它直接影响到列车运行的安全性和效率。SIMPACK的轮轨前处理程序能够处理各种复杂的轮轨接触问题。此程序可以对测量得到的车轮和轨头型面进行拟合，确保模型的精确性。通过对测量数据进行三次样条拟合，可以创建出与实际形状相近的轮轨型面模型（如图3.17所示），这对于后续的接触点计算和约束条件分析至关重要。 在SIMPACK中，轮轨前处理程序在两种情况下会被调用：一是用户手动通过“Pre-Process”菜单选择“Wheel/Rail Profile Approximation”；二是当轮轨接触数表缺失或者轮轨参数发生变化时，软件会自动执行此程序。程序能够处理标准状况，即轮轨型面不随轨道坐标变化，以及不连续状况，即轮轨型面随着轨道坐标s的变化而变化。 SIMPACK的轮轨建模策略包括对标准和不连续状况的处理，其中“快速轮对表述”法是一种特殊的方法，用于简化复杂的轮轨接触问题。此外，程序还能计算轮轨接触约束，解决接触点，并确定摩擦参数，这些都是进行动态仿真所必需的基础数据。 文档详细阐述了SIMPACK的功能，包括车辆动力学的基本理论，如多体系统理论、轮轨接触的准线性化计算，以及等效圆弧踏面的可视化。同时，还涵盖了前处理、建模基础、轨道车辆的拓扑结构、轮对和转向架的建模、车辆和列车的建模方法，以及轨道车辆动力学分析的各种技术，如时间积分、线性系统矩阵计算、特征值分析等。 最后，文档提到了后处理模块，如2D和3D显示、运动视图界面、时间积分的结果分析，以及虚拟测试实验室等功能，这些工具帮助用户理解和解释仿真结果，进行模型验证和优化。 SIMPACK提供了全面的工具链，从测量数据处理到动力学分析，再到结果展示，为工程师们在轨道车辆设计和分析中提供了一个高效且精确的平台。"