(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211170312.8 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 重庆交通大 学 地址 400074 重庆市南岸区学府大道6 6号 (72)发明人 陆思思　王潘　闫凯波　陈兆玮　 崔晓璐　倪伟韬　包宏立　朱文青　 (74)专利代理 机构 湖南盈奥知识产权代理事务 所(普通合伙) 43282 专利代理师 姚瑶 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 一种车体畸变模 型的构建方法、 列车模型构 建方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种车体畸变模 型构建方法、 列车模型构建方法及系统， 该方法包括获取各个 设计变量的相似因子； 基于刚度等效原则建立全 尺寸车体等效模 型； 基于所述各个 设计变量的相 似因子， 以及所需厚度或预设的厚度畸变系数构 建车体畸变模 型； 基于厚度畸变系数与动力学响 应‑时间的畸变 关系计算出所述车体畸变模型上 动力学响应 ‑时间对应的畸变系数； 基于动力学 响应‑时间对应的畸变系数修正所述车体畸变模 型的动力学响应 ‑时间曲线。 本发明致力于修正 车体畸变模 型的动力学响应， 通过 厚度畸变系数 与其他动力学响应的畸变系数的关系来确定其 他动力学响应的畸变系数， 进而修正车体畸变模 型的动力学响应， 降低厚度畸变对模 型的动力学 响应造成的影响。 权利要求书3页 说明书12页 附图6页 CN 115422662 A 2022.12.02 CN 115422662 A 1.一种车体畸变模型构建方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 基于相似原则获取 车体等效中各个设计 变量的相似因子； 基于刚度等效原则建立与所述全尺寸原型列车 车体等效的全尺寸车体等效模型； 基于所述设计变量的相似因子， 以及所需厚度或预设的厚度畸变系数， 在所述全尺寸 车体等效模型基础上构建车体畸变模型； 其中， 针对所述车体畸变模型上除车体厚度之外的其他设计变量， 在所述全尺寸车体 等效模型的基础上依据对应相似因子进行缩放； 依据预设的厚度畸变系数对所述车体畸变 模型的车体厚度进行设置或依据厚度预设值对所述车体畸变模型的车体厚度进行设置； 获取原型列车车体对应的一组所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间的畸变关系， 并 基于所述畸变关系计算出 所述车体畸变模型 上动力学响应 ‑时间对应的畸变系数； 基于所述动力学响应 ‑时间对应的畸变系数修正所述车体畸变模型的动力学响应 ‑时 间曲线， 完成车体畸变模型构建。 2.根据权利要求1所述的车体畸变模型构建方法， 其特征在于： 每一类原型列 车车体结 构对应一组所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间的畸变关系； 其中， 任一类原型列车车体结构对应的所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间的畸变 关系的构建过程 为： A： 构建车体基准模型以及车体畸变模型， 即获取到全尺寸原型列车车体对应的全尺寸 车体等效模型之后， 构建一系列车体畸变模型并记录每一个车体畸变模型对应的厚度畸变 系数， 以及构建全尺寸车体等效模型的车体 基准模型； 其中， 每个车体畸变模型上除厚度之外的其他设计变量、 车体基准模型上包含厚度在 内的所有设计变量， 均在所述全尺寸车体等效模型上按照对应的所述相似因子进行缩放， 且不同模型之间同一类设计 变量对应的相似因子取值相同； B： 对每个车体畸变模型以及车体基准模型分别进行碰撞仿真/试验得到各个动力学响 应‑时间曲线； C： 比对每个车体 畸变模型的动力学响应 ‑时间曲线与车体基准模型的动力学响应 ‑时 间曲线得到每 个车体畸变模型对应的一组动力学响应预测系数、 时间预测系数； 其中， 所述动力学响应预测系数、 所述时间预测系数为所述车体畸变模型、 所述车体基 准模型上一组基准 点在各自动力学响应 ‑时间曲线上的动力学响应的比值、 时间的比值； D： 基于所述一系列车体 畸变模型对应的若干组动力学响应预测系数、 时间预测系数、 厚度畸变系数， 拟合出厚度畸变系数与动力学响应预测系数、 时间预测系数的关系式， 所述 关系式表示所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间的畸变关系。 3.根据权利要求1所述的车体畸变模型构建方法， 其特征在于： 所述厚度畸变系数与动 力学响应、 时间的关系式表示 为： 式中， δj表示j类动力学响应预测系数， δt表示时间预测系数， β 表示厚度畸变系数， a1, b1,c1,d1表示动力学响应预测系数 ‑厚度畸变系数的关系式的一组系数， a2,b2,c2,d2表示时 间预测系数 ‑厚度畸变系数的关系式的一组系数。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115422662 A 24.根据权利要求1所述的车体畸变模型构建方法， 其特征在于： 所述动力学响应的类型 包括： 位移、 加速度、 速度。 5.根据权利要求1所述的车体畸变模型构建方法， 其特征在于： 所述动力学响应 ‑时间 对应的畸变系数包括动力学响应预测系数和时间预测系数； 所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间的畸变关系为所述厚度畸变系数与动力学响应 预测系数、 时间预测系数的关系式； 其中， 基于所述动力学响应 ‑时间对应的畸变系数修正所述车体畸变模型的动力学响 应‑时间曲线至少包括： 按照如下公式计算出动力学响应 ‑时间曲线上修正后的动力学响应： X＝Xb/δj， 其中， X 为修正后的动力学响应， Xb为车体畸变模型的动力学响应， δj表示对应的j类动力学响应预 测系数。 6.根据权利要求1所述的车体畸变模型构建方法， 其特征在于： 所述各个设计变量的相 似因子如下： λl＝ λ、 λt＝ λ、 λv＝1、 λa＝ λ‑1、 λm＝ λ3、 λk＝ λ、 λF＝ λ2、 λE＝ λ3 式中， λ为尺寸相似因子， λl、 λF、 λt、 λv、 λa、 λm、 λk、 λE分别为长度相似因子、 力相似因子、 时 间相似因子、 速度相似因子、 加速度相似因子、 质量相似因子、 刚度相似因子、 能量相似因 子。 7.一种基于权利要求1 ‑6任一项所述车体畸变模型构建方法的列车模型构建方法， 其 特征在于： 包括： 将全尺寸原型列车进行 结构分解， 分为车体、 吸能装置； 按照所述车体畸变模型构建方法构建列车模型中的车体畸变模型； 基于相似因子、 吸能特性曲线构建列车模型中的吸能装置 。 8.一种基于权利要求1 ‑6任一项所述车体畸变模型构建方法的列车模型， 其特征在于： 包括头车和中车间； 其中， 所述头车包括头车车体和头车吸能装置； 所述中间车包括中间车车体和中间车 吸能装置； 所述头车车体和所述中间车车体均按照所述车体畸变模型构建方法构建车体畸 变模型。 9.一种基于权利要求1 ‑6任一项所述车体畸变模型构建方法的系统， 其特征在于： 包 括： 相似因子获取模块， 用于基于相似原则获取 车体等效中各个设计 变量的相似因子； 全尺寸车体等效模型构建模块， 用于基于刚度等效原则建立与 所述全尺寸原型列 车车 体等效的全尺寸车体等效模型； 车体畸变模型构建模块， 用于基于所述设计变量的相似因子， 以及所需厚度或预设的 厚度畸变系数， 在所述全尺寸车体等效模型基础上构建车体畸变模型； 其中， 针对所述车体畸变模型上除车体厚度之外的其他设计变量， 在所述全尺寸车体 等效模型的基础上依据对应相似因子进行缩放； 依据预设的厚度畸变系数对所述车体畸变 模型的车体厚度进行设置或依据厚度预设值对所述车体畸变模型的车体厚度进行设置； 计算模块， 用于获取原型列车车体对应的一组所述厚度畸变系数与动力学响应 ‑时间 的畸变关系， 并基于所述畸变关系计算出所述车体畸变模型上动力学响应 ‑时间对应的畸权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115422662 A 3