CN114088430B - 一种轨道车辆压溃测试方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种轨道车辆压溃测试方法，应用于轨道车辆测试技术领域，根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；计算测试台模型的各接触面与试验车体模型的各接触面、及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点之间接触力；根据计算出的各接触力，确定台架模型的位移‑时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，在施加车辆压溃动态加载力后的压溃强度，本申请通过构建轨道车辆准静态压溃测试平台，在保证测试台模型和试验车体模型合理装配的情况下，满足3000kN的测力要求，实现在准静态条件下，对试验车体施加动态加载力进行压溃测试。

Description

一种轨道车辆压溃测试方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及轨道车辆测试技术领域，具体而言，涉及一种轨道车辆压溃测试方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近年来随着城市交通压力的增大，轨道列车由于具有运载量大、速度快、安全、准点、环保、节能等特点，在各城市得到大力发展，也由此对轨道列车的运行安全性、可靠性提出了更高的要求，而列车本体作为车辆设备及运营载荷的主要承载部件，必须具有足够的强度和刚度以及抗压能力，有必要深入开展轨道车辆强度、及准静态测试技术基础研究，为试验测试技术升级提供理论及试验支撑，本申请搭建轨道车辆准静态压溃测试平台，进而对车辆进行压溃试验，在压溃试验台建设之前，需要提前应用仿真技术验证所设计的加载架的受力状态及动态性能。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种轨道车辆压溃测试方法，通过构建轨道车辆准静态压溃测试平台，在保证测试台模型和试验车体模型合理装配的情况下，满足3000kN的测力要求，实现在准静态条件下，对试验车体施加动态加载力进行压溃测试。
第一方面，本申请实施例提供了一种轨道车辆压溃测试方法，包括：
构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型的各接触面与所述试验车体模型的各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的各接触点之间接触力；
根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数；
根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型，包括：
根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数，建立测试台模型，其中，测试台的结构各部件参数包含离散梁参数、刚性架体参数、油压缸安装板参数、及支脚底板参数；
根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数，建立试验车体模型，其中，试验车体的框架结构参数包含：横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数，其中，所述测力机构参数、所述加载板参数、所述支撑板参数为刚体；
根据所述测试台模型的结构各部件参数与所述试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，包括：
通过刚性体杆系结构及安装板和加载板的连接关系，对所述测试台模型模拟加载结构的垂直方向接触位置；
通过刚性体杆系结构相对于滑块机构的水平运动，对所述试验车体模型模拟水平方向接触位置；
针对预设好的所述垂直方向接触位置和所述水平方向接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型的各接触面与所述试验车体模型的各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的各接触点之间接触力，包括：
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据所述测试台模型接触面与相邻各部件之间的预设接触位置，计算根据所述测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据所述测试台模型的各支撑点与所述试验车体模型的各支撑点之间的接触点，计算所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的框架结构接触点之间的接触力，接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，计算所述试验车体模型大变形区域的自接触。
结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数，包括：
根据所述测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线；所述接触力包含：、结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力；
根据所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型框架结构接触点之间的接触力，确定所述测试台模型各部件结构支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果；
根据所述试验车体模型大变形区域的自接触，确定所述试验车体模型的工况变形参数。
结合第一方面的第一种可能的实施方式或第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度，包括：
根据所述测试台模型位移-时间曲线、所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后的计算文件；
根据所述计算文件的求解控制卡片参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数，所述强度参数包含结构应力参数、结构应变参数、加载位置参数、约束位置参数；
运用Hyperview后处理软件，输出所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果。
第二方面，本申请实施例还提供了一种轨道车辆压溃测试装置，所述装置包括：
耦合模块，用于构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
加载模块，用于根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
计算模块，用于在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型各接触面与所述试验车体模型各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点之间接触力；
结果模块，用于根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数；
确定模块，用于根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述耦合模块具体包括：
测试台单元，用于根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数，建立测试台模型，其中，测试台的结构各部件参数包含离散梁参数、刚性架体参数、油压缸安装板参数、及支脚底板参数；
试验车体单元，用于根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数，建立试验车体模型，其中，试验车体的框架结构参数包含：横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数，其中，所述测力机构参数、所述加载板参数、所述支撑板参数为刚体；
耦合单元，用于根据所述测试台模型的结构各部件参数与所述试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项的轨道车辆压溃测试方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如轨道车辆压溃测试方法步骤。
本申请实施例提供的一种轨道车辆压溃测试方法，采用搭建轨道车辆准静态压溃测试台，对车辆进行压溃试验；与现有技术相比根据测试台加载装置对车辆进行压溃测试相比，本申请能够在保证合理装配的情况下，满足3000kN的测力要求，在准静态条件下，实现车辆压溃的动态加载；本方法构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型的各接触面与试验车体模型的各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点之间接触力；根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数；根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。具体来说，构建测试台-试验车体有限元模型，能够深入开展轨道车辆强度、及准静态测试技术基础研究，为试验测试技术升级提供理论及试验支撑，对轨道车辆进行压溃试验；在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，能够在保证测试台模型和试验车体模型合理装配的情况下，满足3000kN的测力要求，以及在准静态条件下对试验车体模型加载动态加载力，使得测试台模型和试验车体模型的稳定受载，结合配设的测力机构、支撑板，在施加车辆压溃动态加载力的情况下对试验车体提供必要的防护；同时保证测试台模型自身结构的稳定性，不产生较大位移和大变形；根据测试台-试验车体有限元模型计算出的各接触力，考虑测试台模型与试验车体模型结构各部件连接关系及各部件材料特性，根据测试台模型的结构各部件参数和试验车体模型的结构各部件参数之间的相互作用，进行精确计算分析，从仿真计算的角度进一步验证所设计测试台模型在载荷加载作用下的受力状态机动态力学性能；以及计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度，能够大大缩短计算时间，计算结果直观可见，有利于动力学特性预测评价分析，为准静态下车辆压溃测试技术提供基础研究数据。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法的流程图。
图2示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中构建有限元模型的流程示意图。
图3示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中预设接触位置的流程示意图。
图4示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中施加动态加载力的示意图。
图5示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中确定测力结果的流程示意图。
图6示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中输出测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数的流程示意图。
图7示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试装置的结构示意图。
图8示出了本申请实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
轨道交通近几年来在我国得到迅速发展，高铁、地铁运营里程不断增加，重载铁路轴重不断增大，相应地，快速发展造成的轨道结构问题也越来越受到相关学者及运营部门的重视。
现阶段道车辆压溃测试台加载装置，需要特定的测试环境，虽然便于安装、便于调节、便于加载和可拆卸方便，但受限于不同工况下车辆压溃测试，以及费时费力，且人工成本高，并且不利于深入开展动力学模型在轨道车辆强度、及准静态测试技术基础研究。
考虑到传统的压溃测试方式不利于开展轨道车辆强度、及准静态测试技术基础研究，基于此，本申请实施例提供了一种轨道车辆压溃测试方法，下面通过实施例进行描述。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法流程示意图；如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤S10，构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型。
步骤S10在具体实施时，根据测试台模型的结构各部件参数和试验车体模型的结构各部件参数之间的相互作用，构建测试台-试验车体有限元模型，其中，测试台模型和试验车体模型之间通过接触面、各支撑点的配置接触对，实现二者耦合，上述步骤能够深入开展轨道车辆强度、及准静态测试技术基础研究，为试验测试技术升级提供理论及试验支撑，对轨道车辆进行压溃试验。
步骤S20，根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
步骤S20在具体实施时，根据现场工况的实际测试需求，选取测试台模型和试验车体模型的正前方或两侧方任一测试点，作为测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，其中，预设接触位置包含垂直方向接触位置和水平方向接触位置，上述步骤能够在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，能够在保证测试台模型和试验车体模型合理装配的情况下，满足3000kN的测力要求。
步骤S30，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点之间接触力。
步骤S30在具体实施时，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面配置接触对，针对配置的接触对分别计算测试台模型的各接触面与的测试台模型的结构各部件接触面之间的接触力，以及根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点配置接触对，针对配置的接触对分别计算测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力，同时，根据测试台模型中支脚底板参数与地面板参数之间的接触面，计算支脚底板参数模拟螺栓与地面板参数相互作用下的接触力及全部约束自由度；以及根据试验车体模型中离散梁参数与刚性架体参数之间的接触点，按照离散梁参数与刚性架体参数的材料特性计算加入离散梁参数模拟螺栓与刚性架体参数相互作用下的接触力，其中，离散梁呈六面体离散结构，上述步骤在准静态条件下对试验车体模型加载动态加载力，使得测试台模型和试验车体模型的稳定受载，结合配设的测力机构、支撑板，在施加车辆压溃动态加载力的情况下对试验车体提供必要的防护；同时保证测试台模型自身结构的稳定性，不产生较大位移和大变形。
步骤S40，根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数。
步骤S40在具体实施时，采用达朗贝尔原理，对计算出的测试台模型与试验车体模型各接触面及各接触点位置的测力结果进行受力分析，得到测试台架模型和试验车体模型的结构各部件之间相互作用的接触力，根据测试台模型的各接触面与的测试台模型的结构各部件接触面之间的接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点，确定测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果，根据试验车体模型变形区域的自接触，确定试验车体模型的工况变形参数，上述步骤考虑测试台模型与试验车体模型结构各部件连接关系及各部件材料特性，根据测试台模型的结构各部件参数和试验车体模型的结构各部件参数之间的相互作用，进行精确计算分析，从仿真计算的角度进一步验证所设计测试台模型在载荷加载作用下的受力状态机动态力学性能。
步骤S50，根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
步骤S50在具体实施时，根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，生成在施加车辆压溃动态加载力后的计算文件，运用求解软件，对计算文件中的台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数进行求解，求解后运用Hyperview后处理软件，输出测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果，上述步骤能够大大缩短计算时间，高真实感动态直观显示计算结果，有利于动力学特性预测评价分析，为准静态下车辆压溃测试技术提供基础研究数据。
在一个可行的实现方案中，图2示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中构建有限元模型的流程示意图；上述步骤S10中，构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型，包括：
步骤S101，根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数，建立测试台模型，其中，测试台的结构各部件参数包含离散梁参数、刚性架体参数、油压缸安装板参数、及支脚底板参数。
步骤S102，根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数，建立试验车体模型，其中，试验车体的框架结构参数包含：横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数，其中，测力机构参数、加载板参数、支撑板参数为刚体。
步骤S103，根据测试台模型的结构各部件参数与试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
步骤S101、S102、S103在具体实施时，根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数进行统计分析，确定测试台的结构各部件参数的类别参数、尺寸参数、形状参数，利用专业建模软件建立测试台模型；根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数进行统计分析，确定试验车体的框架结构参数的位置集合，利用专业建模软件建立试验车体模型；根据试验车体模型中的横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数对测试台模型进行位置调整，其中，上述离散梁参数与刚性架体参数通过圆形截面梁模拟螺栓的材料特性，加入离散梁模拟螺栓形成的预紧力是实际预紧力的一倍，离散梁呈六面体离散结构；以及测力机构参数、加载板参数、支撑板参数的材料特性均设置为刚体，分别与测试台模型刚性接触，试验车体模型中的支脚底板参数与地面板参数形成刚柔耦合接触，支脚底板与地面板通过面接触模拟螺栓，限制支脚底板与地面板之间接触轮廓钢化并约束全部自由度；最后，根据模拟好的接触关系及模拟好的加载关系，确定测试台模型的结构各部件与试验车体模型的结构各部件的位置，根据测试台模型的结构各部件参数与试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
在一个可行的实现方案中，图3示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中预设接触位置的流程示意图；上述步骤S20中，根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，包括：
步骤S201，通过刚性体杆系结构及安装板和加载板的连接关系，对测试台模型模拟加载结构的垂直方向接触位置。
步骤S202，通过刚性体杆系结构相对于滑块机构的水平运动，对试验车体模型模拟水平方向接触位置。
步骤S203，针对预设好的垂直方向接触位置和水平方向接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
步骤S201、S202、S203在具体实施时，构建测试台-试验车体有限元模型后，通过刚性体杆系结构及安装板和加载板，按照测试台模型的结构各部件的材料特征，对测试台模型模拟加载结构的垂直方向接触位置；通过刚性体杆系结构相对于滑块机构的水平运动，按照测试台模型的结构各部件的材料特征，对试验车体模型模拟水平方向接触位置，其中，试验车体模型中的测力机构、加载板、支撑板的材料特性均设置为刚体，根据试验车体模型的加载位置，分别与测试台模型刚性接触，根据预设好的垂直方向接触位置和水平方向接触位置，在准静态条件下，对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
在一个可行的实现方案中，图4示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中施加动态加载力的流程示意图；上述步骤S30中，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型的各接触面与试验车体模型的各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点之间接触力，包括：
步骤S301，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据测试台模型接触面与相邻各部件之间的预设接触位置，计算根据测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力。
步骤S302，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据测试台模型的各支撑点与试验车体模型的各支撑点之间的接触点，计算测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的框架结构接触点之间的接触力，接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力。
步骤S303，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，计算试验车体模型大变形区域的自接触。
步骤S301、S302、S303在具体实施时，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，首先需要对测试台模型的各接触面与试验车体模型的各接触面配置接触对，将配置接触对的相对位置作为测试台模型接触面与相邻各部件之间的预设接触位置，计算测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间相互作用的接触力；
根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点配置接触对，将配置接触对的相对位置作为测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点之间的预设接触位置，分别计算测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力，其中，接触点之间的接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力；例如在测试台模型和试验车体模型前后或左右两侧通过加载板、支撑板及测力机构对称配置各接触点的接触对，根据配置接触对的相对位置，作为试验车体模型对测试台模型的预设接触位置，并考虑加载板、支撑点及测力机构的刚性接触，计算测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的框架结构接触点之间相互作用的接触力；
以及在计算测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间相互作用的接触力，以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的框架结构接触点之间相互作用的接触力的同时，根据不同工况测试需求，对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，计算试验车体模型大变形区域的自接触，并测量出变形区域的曲面轮廓。
在一个可行的实现方案中，图5示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中确定测力结果的流程示意图；上述步骤S40中，根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数，包括：
步骤S401，根据测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线；接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力。
步骤S402，根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型框架结构接触点之间的接触力，确定测试台模型各部件结构支撑点与试验车体模型接触点位置的测力结果。
步骤S403，根据试验车体模型大变形区域的自接触，确定试验车体模型的工况变形参数。
步骤S401、S402、S403在具体实施时，根据达朗贝尔原理，按照试验车体模型垂直方向接触位置和水平方向接触位置，对测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面进行受力分析，通过测试台模型与试验车体模型各接触面的运动微分方程，得到各接触面相互作用的接触力，根据接触面相互作用的接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线；按照试验车体模型水平方向接触位置，再对测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型框架结构接触点进行受力分析，通过测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型框架结构接触点的运动微分方程，确定测试台模型各部件结构支撑点与试验车体模型接触点位置的测力结果；以及对试验车体模型大变形区域的自接触进行受力分析和测量，确定试验车体模型的工况变形参数，并测量出变形区域的曲面轮廓变形情况。
在一个可行的实现方案中，图6示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试方法中输出测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数的流程示意图；上述步骤S50中，根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度，包括：
步骤S501，根据测试台模型位移-时间曲线、测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后的计算文件。
步骤S502，根据计算文件的求解控制卡片参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数，强度参数包含结构应力参数、结构应变参数、加载位置参数、约束位置参数。
步骤S503，运用Hyperview后处理软件，输出测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果。
步骤S501、S502、S503在具体实施时，运用LS-DYNA算法，根据测试台模型位移-时间曲线、测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，生成各参数的计算文件，根据生成的计算文件设置求解控制卡片参数，其中，该求解控制卡片参数包含：计算时间、计算步长、质量缩放、沙漏控制；
根据计算文件的求解控制卡片参数，设置测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数的输出结果，上述强度参数包含结构应力参数、结构应变参数、加载位置参数、约束位置参数，设置完输出结果后导出生成的计算文件，运用Hyperview后处理软件，查看并输出测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果。
在一个可行的实现方案中，如图1所示的一种轨道车辆压溃测试方法在横向偏距1350mm，采用七支端部支脚，动态加载力为250t测力工况下，对B型铝合金地铁中间试验车体模型进行动态加载仿真分析；具体实施如下：
根据测试台模型和试验车体模型，构建测试台-试验车体有限元模型，测试台的台架纵梁与横向测力机构形成刚性接触，测试台的支脚底板与地板面形成刚柔耦合接触，试验车体模型通过加载板、支撑点及测力机构与测试台模型刚性接触，根据试验车体模型相对于测试台模型的测力位置及编号说明，选取测试台模型和试验车体模型的正前方或两侧方任一测试点，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，采用达朗贝尔原理，对计算出的测试台模型与试验车体模型各接触面及各接触点位置的测力结果进行受力分析，得到测试台架模型和试验车体模型的结构各部件之间相互作用的接触力，根据试验车体的接触力，提取加载点纵向最大动态加载力为2541kN，各支撑点处纵向最大支撑反力分别为1034kN/597kN/941kN，横向的两个预设测点最大横向测力结果分别为149kN/289kN，横向测点测力结果均为0；试验车体模型与侧保护机构未发生接触，试验车体模型在动态加载过程中被完全抬起，并与测试台模型短时间脱离，在准静态加载条件下，各端部支脚的纵向、横向、垂向约束反力未超过150kN；试验车体模型的变形结果显示测试台模型发生菱形错动变形，试验车体模型发生明显的压溃变形，但试验车体模型和测试台模型未见失稳。
图7示出了本申请实施例所提供的一种轨道车辆压溃测试装置结构示意图，如图7所示，上述装置包括：
耦合模块601，用于构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
加载模块602，用于根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
计算模块603，用于在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力；
结果模块604，用于根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数；
确定模块605，用于根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
具体实施时，根据测试台模型的结构各部件参数和试验车体模型的结构各部件参数之间的相互作用，构建测试台-试验车体有限元模型，其中，测试台模型和试验车体模型之间通过接触面、各支撑点的配置接触对，实现二者耦合；
根据现场工况的实际测试需求，选取测试台模型和试验车体模型的正前方或两侧方任一测试点，作为测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，其中，预设接触位置包含垂直方向接触位置和水平方向接触位置；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面配置接触对，针对配置的接触对分别计算测试台模型的各接触面与的测试台模型的结构各部件接触面之间的接触力，以及根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点配置接触对，针对配置的接触对分别计算测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力，同时，根据测试台模型中支脚底板参数与地面板参数之间的接触面，计算支脚底板参数模拟螺栓与地面板参数相互作用下的接触力及全部约束自由度；以及根据试验车体模型中离散梁参数与刚性架体参数之间的接触点，按照离散梁参数与刚性架体参数的材料特性计算加入离散梁参数模拟螺栓与刚性架体参数相互作用下的接触力，其中，离散梁呈六面体离散结构；
采用达朗贝尔原理，对计算出的测试台模型与试验车体模型各接触面及各接触点位置的测力结果进行受力分析，得到测试台架模型和试验车体模型的结构各部件之间相互作用的接触力，根据测试台模型的各接触面与的测试台模型的结构各部件接触面之间的接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，根据测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型的各接触点，确定测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果，根据试验车体模型变形区域的自接触，确定试验车体模型的工况变形参数；
根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，生成在施加车辆压溃动态加载力后的计算文件，运用求解软件，对计算文件中的台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数进行求解，求解后运用Hyperview后处理软件，输出测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果。
对应于图1中的轨道车辆压溃测试方法，本申请实施例还提供了一种计算机设备70，图8，如图8所示，该设备包括存储器701、处理器702及存储在该存储器701上并可在该处理器702上运行的计算机程序，其中，上述处理器702执行上述计算机程序时实现上述的方法。
耦合模块，构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力；
根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数；
根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
对应于图1中的轨道车辆压溃测试方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行以下步骤：
耦合模块，构建测试台-试验车体有限元模型，测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
根据测试台模型和试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算测试台模型各接触面与试验车体模型各接触面、以及测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点之间接触力；
根据计算出的各接触力，确定测试台架模型的位移-时间曲线，测试台模型的结构各部件支撑点与试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及试验车体模型的工况变形参数；
根据台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度。
基于上述分析可知，与相关技术采用测试台加载装置对车辆进行压溃测试相比，本申请实施例提供的采用搭建轨道车辆准静态压溃测试台，对车辆进行压溃试验，能够在保证合理装配的情况下搭建轨道车辆准静态压溃测试平台，进而对车辆进行压溃试验，为试验测试技术升级提供理论及试验支撑。
本申请实施例所提供的轨道车辆压溃测试装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种轨道车辆压溃测试方法，其特征在于，包括：
构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型的各接触面与所述试验车体模型的各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的各接触点之间接触力；
根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数；
根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度；
根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，包括：
通过刚性体杆系结构及安装板和加载板的连接关系，对所述测试台模型模拟加载结构的垂直方向接触位置；
通过刚性体杆系结构相对于滑块机构的水平运动，对所述试验车体模型模拟水平方向接触位置；
针对预设好的所述垂直方向接触位置和所述水平方向接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆压溃测试方法，其特征在于，构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型，包括：
根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数，建立测试台模型，其中，测试台的结构各部件参数包含离散梁参数、刚性架体参数、油压缸安装板参数、及支脚底板参数；
根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数，建立试验车体模型，其中，试验车体的框架结构参数包含：横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数，其中，所述测力机构参数、所述加载板参数、所述支撑板参数为刚体；
根据所述测试台模型的结构各部件参数与所述试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆压溃测试方法，其特征在于，在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型的各接触面与所述试验车体模型的各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的各接触点之间接触力，包括：
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据测试台模型接触面与相邻各部件之间的预设接触位置，计算根据所述测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据所述测试台模型的各支撑点与所述试验车体模型的各支撑点之间的接触点，计算所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型的框架结构接触点之间的接触力，接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力；
在施加车辆压溃动态加载力的情况下，根据所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力，计算所述试验车体模型大变形区域的自接触。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆压溃测试方法，其特征在于，根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数，包括：
根据所述测试台模型接触面与相邻各部件结构之间的接触面之间的接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线；所述接触力包含：结构应变接触力、加载位置接触力、约束位置接触力；
根据所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型框架结构接触点之间的接触力，确定所述测试台模型各部件结构支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果；
根据所述试验车体模型大变形区域的自接触，确定所述试验车体模型的工况变形参数。
5.根据权利要求1所述的轨道车辆压溃测试方法，其特征在于，根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度，包括：
根据所述测试台模型位移-时间曲线、所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后的计算文件；
根据所述计算文件的求解控制卡片参数，确定在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型的结构各部件压溃强度参数，所述强度参数包含结构应力参数、结构应变参数、加载位置参数、约束位置参数；
运用Hyperview后处理软件，输出所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度参数的动态加载仿真结果。
6.一种轨道车辆压溃测试装置，其特征在于，所述装置包括：
耦合模块，用于构建测试台-试验车体有限元模型，所述测试台-试验车体有限元模型包含测试台模型和试验车体模型；
加载模块，用于根据所述测试台模型和所述试验车体模型的预设接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力；
计算模块，用于在施加车辆压溃动态加载力的情况下，计算所述测试台模型的各接触面与所述试验车体模型各接触面、以及所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点之间接触力；
结果模块，用于根据计算出的各接触力，确定所述测试台架模型的位移-时间曲线，所述测试台模型的结构各部件支撑点与所述试验车体模型各接触点位置的测力结果、以及所述试验车体模型的工况变形参数；
确定模块，用于根据所述台架模型的位移-时间曲线、各接触点位置的测力结果、所述试验车体模型的工况变形参数，计算在施加车辆压溃动态加载力后所述测试台-试验车体有限元模型结构各部件压溃强度；
所述加载模块具体用于：
通过刚性体杆系结构及安装板和加载板的连接关系，对所述测试台模型模拟加载结构的垂直方向接触位置；
通过刚性体杆系结构相对于滑块机构的水平运动，对所述试验车体模型模拟水平方向接触位置；
针对预设好的所述垂直方向接触位置和所述水平方向接触位置，在准静态条件下对所述试验车体模型施加偏载工况的车辆压溃动态加载力。
7.根据权利要求6所述的轨道车辆压溃测试装置，其特征在于，所述耦合模块具体包括：
测试台单元，用于根据测试台实际尺寸和测试台的结构各部件参数，建立测试台模型，其中，测试台的结构各部件参数包含离散梁参数、刚性架体参数、油压缸安装板参数、及支脚底板参数；
试验车体单元，用于根据试验车体的实际尺寸和试验车体的框架结构参数，建立试验车体模型，其中，试验车体的框架结构参数包含：横梁参数、端部支脚参数、侧保护机构参数、测力机构参数、加载板参数、支撑板参数，其中，所述测力机构参数、所述加载板参数、所述支撑板参数为刚体；
耦合单元，用于根据所述测试台模型的结构各部件参数与所述试验车体模型的结构各部件参数之间相互耦合作用，构建测试台-试验车体有限元模型。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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