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铁道车辆舒适性虚拟试验技术的研究
| 论文题名： | 铁道车辆舒适性虚拟试验技术的研究 |
| 关键词： | 铁道车辆;虚拟试验;可视化 |
| 摘要： | 舒适性是现代铁道客车车辆的一个主要性能指标，所有新开发的铁道客车车辆都应进行舒适性分析和试验。传统的舒适性分析方法是进行实车试验，测量相应的数据，再根据舒适性评定标准进行计算评定。这种方法不仅成本高、耗时费力，而且在车辆设计阶段不能对车辆舒适性进行评估，难以确定合理的设计方案。虚拟样机技术、虚拟现实技术的发展，为铁道车辆舒适性的早期评估提供了新的途径。通过研究铁道车辆舒适性虚拟试验技术，建立虚拟的试验环境，可在产品的设计阶段“呈现”和“体验”试验过程，具有理论的深刻性和工程应用的双重意义。 本文围绕铁道车辆舒适性的虚拟试验技术，在研究桌面式铁道车辆舒适性虚拟试验系统构造的基础上，主要进行了如下几个方面的研究工作：分析研究了铁道车辆舒适性评估标准、建立舒适性动力学分析模型、构建铁道车辆舒适性试验虚拟场景、铁道车辆舒适性试验数据的可视化等。 在建立铁道车辆舒适性动力学模型方面，在ADAMS/Rail环境下建立了具体的虚拟样机模型。考虑多种舒适性影响因素，定义了相应的车轮模型和轨道不平顺模型。在随机输入激励下，实现了铁道车辆振动模型的时域仿真求解。在此基础上，对铁道车辆多种工况下运行的舒适性进行了分析计算，并且与相应的舒适性标准进行了对比，对铁道车辆的舒适性作出了评估。 在构建铁道车辆舒适性试验虚拟场景方面，利用Creator软件建立了铁路轨道虚拟试验场景数据库，包括轨道、桥梁、隧道、站台、河流、草地、树木、山脉等对象。利用Pro/Engineer和Creator软件建立了包含纹理和色彩的铁道车辆虚拟现实模型数据库。使用Vega编程工具，实现对虚拟试验场景和铁道车辆模型数据库的调用。铁道车辆模型在虚拟试验场中行驶时，能够模拟轮对的转动、摇枕和轴箱弹簧的振动、转向架构架及摇枕的振动。 在铁道车辆舒适性试验数据的可视化方面，利用Measurementstudio开发工具，建立了铁道车辆舒适性虚拟试验仪表。通过读取离散后的加速度试验数据，在虚拟仪表中实现了加速度曲线的动态显示。 同时，通过虚拟仪表能精确的显示车辆的运行速度和舒适性状态。利用Vega提供的双通道和立体支持功能，分别绘制了车辆虚拟试验状态的左、右通道图像。配合专业显卡和液晶光闸眼镜，通过对左、右通道图像的切换，使左、右眼交替看到左、右通道图像。实现了舒适性虚拟试验过程的立体显示，使试验者达到了较高的沉浸感。 |
| 作者： | 杨颜志 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 杨岳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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