使用Simpack进行限界测量

1、限界测量简介
限界是指为了确保机车车辆在铁路线路上运行的安全，防止机车车辆撞击邻近线路的建筑物和设备，而对机车车辆和接近线路的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线。铁路部门为超限货物运输而制定的超限限界图以及站场设计与限界有关的规定，都以铁路限界为依据。
铁路限界线路纵向中心线垂直的横断面轮廓，包括机车车辆限界和建筑限界。机车车辆限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓；建筑限界是除机车车辆以及同它有相互作用的设备（如电气化铁路接触网、车辆减速器等）以外，其他设备和建筑物不得侵入的轮廓线。
这两种轮廓线之间在垂直方向和水平方向上的间隙，是为确保行车安全的裕留空间。世界各国铁路基于其历史原因、运营情况、管理方法等各方面的差别，裕留空间所包含的内容及取值不尽相同。
以上内容摘自百度百科。关于限界的更多知识请参考相关书籍和论文。
2、使用simpack进行限界分析
使用simpack可以对所建立的机车模型和建筑物之间进行多种限界分析，详细介绍如下：
（1）车体与隧道之间最小距离测量
使用197力元测量车体与隧道几何体之间的最小距离，设置车体和隧道两个几何体，设置模式是minimum distance，表示求解两个几何体之间的最小距离。
仿真完成后，在后处理中可以查看动画和最小距离曲线。在动画播放中，可以通过线条显示两个几何体之间当前最小距离点的位置。
（2）使用标记点进行限界分析
新版本simpack软件中开发了gaugingtool 脚本，通过该脚本程序功能可以在车体部件上快速建立用于限界测量的标记点。
生成的标记点如下图所示，在车体的顶部和左右两侧一共建立了7个标记点。
运行带测量的离线时域分析，并在后处理中查看结果。为了观察结果直观，隐藏车体的一些几何部件，动画结果显示如下。
同时，可以看到这7个标记点的运动轨迹曲线。
（3）框架的限界分析
使用gauging tool 脚本通过输入坐标值，可以直接生成车体和隧道的截面框架几何体，其中车体上的框架随车体一起运动（没有相对运动），隧道（即isys）中的框架仅随track水平移动。生成框架几何体如下图所示。
框架几何体之间的最小距离通过力元197进行测量。
仿真分析完成后，在后处理可以看到结果。
如果有必要，可以使用不同的纵向偏移量，对车体上的其他位置进行限界测量。
（4）使用扫掠包络进行限界分析
在模型中创建41号结果单元，设置from和to标记点。运行带测量的离线时域分析，在ouput文件夹中会生成 .vda 文件，包含车体的扫掠包络数据。
使用这个.vda文件，在catia中创建扫掠包络几何体，并另存为simpack支持的.stl格式文件。
把生成的.stl文件导入到simpack中并重新运行测量，在后处理中查看结果，可以看到车体的包络几何体形状。
3、总结
通过上述的介绍，可以发现使用simpack可以快速、方便地进行多种方式的限界测量分析，预测间隙数据，为机车行驶安全提供保障。

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