仿真作為一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在各領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。軌道交通作為高科技領(lǐng)域，仿真技術(shù)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。為了滿足產(chǎn)品設(shè)計指標(biāo)的提升對車體仿真精度越來越高的要求，逐步實現(xiàn)仿真預(yù)測試驗的目標(biāo)，因此，需要進行車體仿真試驗對標(biāo)技術(shù)的研究，通過仿真試驗對標(biāo)及模型修正手段逐步提高仿真精度，逐步實現(xiàn)仿真代替試驗。

將普查績效評價指標(biāo)分為主要因素和次要因素，對于計算得到的各級權(quán)重數(shù)值，對應(yīng)建立主要因素權(quán)重物元Rw i及次要因素權(quán)重物元Rwij：

目前，軌道車輛靜強度仿真試驗對標(biāo)工作研究者較少，中車青島四方的趙子豪等人基于仿真與試驗對標(biāo)結(jié)果，研究了軌道車輛有限元仿真方法，最終獲得高置信度的模型，提高了仿真精度

；中車青島四方的趙紅偉等人對車體結(jié)構(gòu)振動模態(tài)仿真與試驗一致性進行了分析研究

；西南交通大學(xué)的姚亞濤等對比研究了不同點焊模擬的帽型梁仿真與試驗結(jié)果，結(jié)果表明CWELD (ELPAT)以及CWELD(GRI-DID)焊點模擬方式仿真精度高、批處理方便以及建模時間短,可作為不銹鋼車體點焊結(jié)構(gòu)仿真分析的首選模型

；中車青島四方所的陳志明等基于AAR和ROA標(biāo)準(zhǔn),對出口澳大利亞窄軌煤炭漏斗車車體結(jié)構(gòu)進行了仿真分析,與靜強度試驗結(jié)果進行了對比分析,并根據(jù)分析結(jié)果提出了建議

。

1 車體結(jié)構(gòu)與有限元模型

該型不銹鋼城軌頭車車體采用由底架、車頂、側(cè)墻、端墻和司機室構(gòu)成的薄壁筒型整車承載結(jié)構(gòu)，除底架牽引梁、枕梁和內(nèi)邊梁等部位采用碳鋼材料外，其他部位采用奧氏體不銹鋼材料。底架采用無中梁結(jié)構(gòu)，由牽引梁、枕梁、緩沖梁、邊梁、橫梁、波紋地板等組成。車頂主要包括邊梁、彎梁、波紋頂板、外罩板等組成。側(cè)墻主要由側(cè)墻上邊梁、側(cè)墻外板、門立柱、窗立柱、橫梁和連接板等組成。端墻主要由端角柱、端彎梁、門立柱、橫梁、外端板等組成。司機室主要由口型梁骨架組成。本文規(guī)定沿軌道方向為X方向，車軸軸線方向為Y向，垂直于軌面方向為Z向。

車體主要技術(shù)參數(shù)如下：車體整備質(zhì)量(m1)23401kg，定員載客質(zhì)量13560 kg，超員載客質(zhì)量17400 kg，轉(zhuǎn)向架質(zhì)量4703 kg /4423 kg，一位端客室空調(diào)質(zhì)量660 kg，二位端客室空調(diào)質(zhì)量660 kg，空壓機440 kg，輔助電源箱質(zhì)量1430 kg，蓄電池箱質(zhì)量1100 kg。

根據(jù)三維模型將車體結(jié)構(gòu)離散成有限元模型，網(wǎng)格平均尺寸為20mm，整個模型共有132.2萬個單元，132.1萬個節(jié)點，并賦予相應(yīng)的材料和屬性，有限元模型如圖1所示。根據(jù)BS EN12663-1:2010+A1：2014《鐵路應(yīng)用-鐵路車輛車身的結(jié)構(gòu)要求-第1部分：機車和客運車輛》標(biāo)準(zhǔn)進行各個工況的仿真計算，共21個靜強度工況。

2 車體靜強度試驗介紹

試驗按照BS EN12663-1:2010《鐵路應(yīng)用-鐵路車輛車身的結(jié)構(gòu)要求 第1部分 機車和客運車輛(貨運車輛可選法)》的有關(guān)要求進行靜強度試驗。為了使應(yīng)變片貼附緊密，應(yīng)該將貼附面打磨光滑。 在焊縫的邊緣等貼附曲率較小的部位貼附應(yīng)變片時，將貼附面打磨圓滑。

最后，施工部門要采取刮杠或者木抹子等設(shè)備進行水泥漿處理，有效利用分層抹壓管理工序維護平整作業(yè)的管理效果，整合跳車管理項目的根本，也為整體施工項目質(zhì)量優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，真正實現(xiàn)管理工作和管理流程的全過程優(yōu)化，維護高速公路橋梁施工中伸縮縫工藝技術(shù)的流程化管理水平[5]。

約束條件：車體支承在4個空簧位

試驗步驟：①傳感器信號清零;逐步施加垂向載荷至m0；②采集數(shù)據(jù);逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于m1；③采集數(shù)據(jù);逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于1.1m1；④采集數(shù)據(jù)；⑤逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于m1+m3；⑥采集數(shù)據(jù);逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于m1+m4；⑦采集數(shù)據(jù)逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于1.3(m1+m3)；⑧采集數(shù)據(jù);逐步施加垂向載荷,使得車體總質(zhì)量等于1.3(m1+m4);采集數(shù)據(jù);卸掉垂向載荷；⑨檢查傳感器信號是否回到零位。

由于篇幅有限，本文只簡單介紹以下最大垂直載荷工況的試驗過程：

3 仿真試驗對標(biāo)流程

試驗車體吊掛設(shè)備布置如圖2所示，有限元模型中吊掛設(shè)備布置如圖3所示。很明顯的可以看出仿真模型與試驗車體設(shè)備布置不同，需要將仿真模型與試驗車體設(shè)備布置保持一致。因此，將有限元模型中的吊掛設(shè)備去掉，相應(yīng)的載荷分?jǐn)傇诘匕迳稀?/p>

3.1 準(zhǔn)備工作

在進行車體靜強度試驗時需進行有限元模型和車體模型的一致性檢查工作。

(1)完整性檢查：檢查試驗樣車中的主要承載零部件是否都包含在仿真模型中；

主要進行以下檢查工作：

金葉榆是喜光樹種，但也耐陰、耐寒，光照不足時葉片會返綠。對士壤要求不高，但在砂壤土中生長好、發(fā)枝多、樹冠形成快。通過白榆嫁接金葉榆技術(shù)，可擴大園林綠化彩葉樹種苗資源，解決當(dāng)?shù)夭嗜~種苗匱乏的問題。

(2)建模方式檢查：有限元模型的建模方法是否與試驗車存在較大差異(如不等厚度的板材簡化方式，焊縫的建模方法)，若差異較大可將連接方式記錄作為后續(xù)模型修正的指標(biāo)；

仿真試驗對標(biāo)規(guī)則主要包括選點原則，誤差率定義以及對標(biāo)結(jié)果評估準(zhǔn)則三個方面。(1)選點原則：車體靜強度試驗在車身各個關(guān)鍵位置大約布置200個測點，本文中選取各個工況中利用率前20的測點作為仿真試驗對標(biāo)研究的參考點。

正如前文所說，由于其監(jiān)管主體不明確，分時度假市場呈現(xiàn)出“準(zhǔn)入零門檻”的現(xiàn)狀對該市場秩序十分不利。以類似于螞蟻短租的經(jīng)營分時度假的互聯(lián)網(wǎng)短租平臺為例，當(dāng)分時度假的經(jīng)營者無須經(jīng)過任何資質(zhì)認(rèn)定即可稱為服務(wù)提供者且處于監(jiān)管灰色地帶時，違法成本極低，就出現(xiàn)了Airbnb的房東偷拍事件，增加了分時度假的風(fēng)險。作為行業(yè)最低標(biāo)準(zhǔn)的“門檻”的缺失，使得分時度假市場的產(chǎn)品良莠不齊，市場秩序混亂。以“鄉(xiāng)村分時度假”形態(tài)為例，行業(yè)內(nèi)部經(jīng)營層次，服務(wù)質(zhì)量，配套設(shè)施，在不同地區(qū)不同商家之間差距懸殊，而消費者又無法快速辨別，就會出現(xiàn)信息不對稱導(dǎo)致的市場秩序不規(guī)范。

(4)連接方式檢查：模型中的焊點位置、焊縫建模方式是否與試驗車一致。

3.2 邊界條件確定

參照EN12663標(biāo)準(zhǔn)，同時驗證有限元模型邊界條件及試驗邊界條件是否與標(biāo)準(zhǔn)一致，為實現(xiàn)對標(biāo)要求，應(yīng)優(yōu)先保證仿真邊界與試驗邊界一致。

在上述對標(biāo)規(guī)則下進行仿真試驗對標(biāo)研究，根據(jù)試驗貼片位置在有限元模型中定位相應(yīng)的測點的位置，并將仿真應(yīng)力值與試驗應(yīng)力值進行對比，由于篇幅有限，本文只展示最大垂直載荷工況中利用率前20測點的對標(biāo)結(jié)果，如表1所示。

3.3 有限元分析

按照確定后的有限元模型及邊界條件進行仿真分析。分析使用Hyperworks軟件的Optistruct模塊基于線彈性材料模型進行模擬。使用Hyperview軟件進行后處理，將單元應(yīng)變與試驗結(jié)果進行仿真試驗對標(biāo)。

從圖2中可以看出，中部地區(qū)綠色礦山試點最多，占總量的34%，其次是西部地區(qū)，占總量的33%。雖然西部地區(qū)總體數(shù)量不少，但考慮到西部地區(qū)礦產(chǎn)資源富集程度和開發(fā)潛力，這一比例并不算高，其中資源稟賦較好的青海、貴州、西藏等地，綠色礦山試點明顯偏少，存在區(qū)域結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。

3.4 仿真試驗對標(biāo)規(guī)則

(3)單元質(zhì)量檢查：檢查模型中是否出現(xiàn)長寬比、單元翹曲角、雅克比、內(nèi)角異常的單元，若存在需及時修正，保證進行仿真試驗對標(biāo)的模型網(wǎng)格質(zhì)量符合要求；

(2)誤差率定義：本文以某型不銹鋼城軌車輛頭車為研究對象得到現(xiàn)有仿真結(jié)果與試驗測試數(shù)據(jù)的原始誤差來定于誤差率。

誤差率=|(仿真數(shù)據(jù)-試驗數(shù)據(jù))/試驗數(shù)據(jù)|×100%

(3)對標(biāo)結(jié)果分析：每個工況，對標(biāo)結(jié)果均以表格形式展示，包括各個對標(biāo)測點的試驗數(shù)據(jù)、安全系數(shù)、仿真數(shù)據(jù)及誤差率，將誤差率分為優(yōu)良中差4個等級，當(dāng)誤差率絕對值小于等于10%，誤差等級為優(yōu)，誤差很小,無需進一步討論；當(dāng)誤差率絕對值大于10%并且小于等于20%，誤差等級為良，誤差較小,無需進一步討論；當(dāng)誤差率絕對值大于20%并且小于等于40%，誤差等級為中，誤差較大,需對可能原因予以簡要解釋；當(dāng)誤差率絕對值大于40%，誤差等級為差，誤差很大,需對可能原因予以簡要解釋。

王榮生教授將教材選文分為四種類型：定篇、例文、樣本、用件?！岸ㄆ钡牟牧蠎?yīng)該是一篇完整的、沒有經(jīng)過任何刪改的經(jīng)典作品；“例文”的材料要能夠“足以例證知識”；“樣本”的材料要注重典型性；“用件”的實質(zhì)是提供信息、介紹資料，使學(xué)生獲知所講的事物。

在作文教學(xué)中，“情”“理”“法”是寫好作文的三大關(guān)鍵點，教師在作文教學(xué)中引領(lǐng)學(xué)生把握好這三個關(guān)鍵點，就能逐步征服作文教學(xué)這片“海洋”。

根據(jù)行業(yè)要求，全部工況參與對標(biāo)分析的測點中80%滿足仿真試驗對標(biāo)誤差率絕對值≤20%，則該仿真試驗對標(biāo)結(jié)果合格。本次參與對標(biāo)分析的所有測點仿真試驗對標(biāo)結(jié)果合格率為70%，與要求有一定的差距。因此，需要對有限元模型進行修正。

4 模型修正方案

在保證仿真與試驗邊界一致的前提下，仿真試驗結(jié)果存在誤差的原因在于有限元建模與試驗車體之間存在著差異，最主要的影響因素有以下兩點：一是設(shè)備布置；二是連接關(guān)系。

車體靜強度仿真試驗對標(biāo)共分為三部分：(1)試驗前準(zhǔn)備(主要是有限元模型與施工圖紙的一致性和正確性檢查)，重點檢查牽引緩沖梁、枕梁、底架、門框和窗框區(qū)域。(2)車體試驗(包括應(yīng)變片的布置方案、仿真試驗對標(biāo)流程等)。(3)模型修正(基于試驗結(jié)果的有限元模型修正流程)。

對于不銹鋼車來說，連接關(guān)系對仿真結(jié)果影響較大的點主要是枕梁內(nèi)外邊梁之間的連接。不銹鋼車枕梁內(nèi)外邊梁結(jié)構(gòu)為外部的不銹鋼槽型梁與內(nèi)部口型梁通過焊接關(guān)系連接在一起，包括立面的塞焊與口型梁邊位置的通長縫焊。在有限元建模時考慮了內(nèi)外邊梁之間的焊接關(guān)系，沒有考慮內(nèi)外邊梁之間的接觸關(guān)系。

通過對影響仿真結(jié)果因素的分析，提出以下三個修正方案：

(1)將有限元模型中的吊掛設(shè)備去掉，相應(yīng)的載荷均攤在地板上；

(2)在方案1的基礎(chǔ)上，內(nèi)外邊梁之間建立TIE接觸；

企業(yè)在海外投資、生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的過程中，需要本著“思維全球化和行動當(dāng)?shù)鼗钡脑瓌t來進行跨文化管理.企業(yè)在所在國雇用當(dāng)?shù)芈殕T，必須熟悉當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗習(xí)慣，洞察當(dāng)?shù)厥袌鰟酉?，遵守?dāng)?shù)馗黜椃煞ㄒ?guī).本土化策略可以降低企業(yè)跨國經(jīng)營的高昂費用，促進與當(dāng)?shù)厣鐣幕娜诤希欣谒趪?jīng)濟安全，增加所在國的就業(yè)機會，加速所在國與國際接軌.

(3)在方案1的基礎(chǔ)上，內(nèi)外邊梁之間建立非線性接觸。

將修正后的有限元模型重新進行仿真分析，再次進行仿真試驗對標(biāo)，還是以最大垂直載荷工況為例進行展示，相應(yīng)的測點在模型修正前后對標(biāo)結(jié)果如表2所示。

僅僅通過上表中的對標(biāo)結(jié)果就可以看出，模型經(jīng)過三次修正后仿真試驗對標(biāo)合格率有了很大的提高。通過對模型進行修正，參與對標(biāo)分析的全部測點的對標(biāo)合格率由原始方案的70%提高到方案3的80%，達到了對標(biāo)要求。

5 結(jié)論

(1)通過有限元模型修正前后的對標(biāo)結(jié)果進行分析可以看出，在保證仿真與試驗車外吊掛設(shè)備一致的前提下，不銹鋼城軌車輛端部底架內(nèi)外邊梁建立非線性接觸，仿真結(jié)果更加接近試驗結(jié)果，使仿真更好的預(yù)測試驗。

需求情況：氮肥方面，農(nóng)業(yè)需求總體清淡，各地基本無用肥需求；工業(yè)需求一般，下游按需采購，膠板廠受環(huán)境污染治理等工作影響，復(fù)合肥企業(yè)淡季檢修，開工率均呈現(xiàn)下降趨勢，對尿素采購需求減少。磷肥方面，國內(nèi)西北地區(qū)冬儲市場已啟動，甘肅地區(qū)廠家已將訂單簽訂至次年2月份；長江和云南地區(qū)企業(yè)仍以出口市場為主，集港發(fā)運較快，新訂單零星。鉀肥方面，復(fù)合肥企業(yè)開工率下降，對鉀肥采購需求減少。復(fù)合肥方面，華北地區(qū)秋季備肥市場掃尾，華東地區(qū)秋季備肥可持續(xù)到10月底，南方果蔬用肥需求展開，基層剛性農(nóng)需釋放。

(2)針對仿真試驗對標(biāo)中仍然存在著有一些對標(biāo)點的誤差較大，針對這一問題本文給出的解釋以及建議是：模型網(wǎng)格為20mm比應(yīng)變片的大小要大，這也會導(dǎo)致仿真與試驗之間存在誤差，特別是在應(yīng)力梯度比較大的位置，誤差會更大一些。因此建議將測點位置的網(wǎng)格細(xì)化，使得仿真與試驗對比準(zhǔn)確性提高。

[1]趙子豪，趙思聰，戴昆，王超穎，廖佩詩. 基于仿真與試驗對標(biāo)的軌道車輛有限元仿真優(yōu)化方法研究[J]. 鐵道車輛，2021(4): 21-24.

[2]趙紅偉，田愛琴，王萬靜，丁叁叁. 車體結(jié)構(gòu)振動模態(tài)仿真與試驗一致性分析[J]. 大連交通大學(xué)學(xué)報，2011(6): 26-29.

[3]姚亞濤，肖守訥，朱濤. 基于不同點焊模擬的帽型梁仿真與試驗對比[J]. 鐵道機車與動車，2016(11): 15-19,42.

[4]陳志明，田葆栓. 基于AAR和ROA標(biāo)準(zhǔn)對出口澳大利亞煤炭漏斗車的仿真分析和試驗研究[J]. 鐵道車輛，2015(8): 12-16.