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基于Simpack二次开发功能开发车辆动力学性能仿真平台

陶永忠○1,吴俊超○2,霍文彪○3

北京盖特爱达科技有限公司○1唐山轨道客车有限责任公司○2○3

摘要:本文介绍了如何利用Simpack软件的二次开发功能开发车辆动力学性能仿真平台，通过

该平台能够完成基于GB5599-85标准(铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范）进行

铁道车辆的动力学性能的建模、仿真、性能评估以及报告的自动化生成流程，实现车辆

动力学性能仿真及评估过程的标准化、流程化和自动化。

关键词:Simpack软件，QT/QSA开发语言，GB5599标准，动力学仿真

1引言

GB5599-85标准(铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范）是目前国内准轨铁路客货车

辆（不包括长大、重载特种车辆）在线路上运行动力学性能试验的标准，国内准轨铁路车辆

的动力学性能仿真及评判也参照并基于此标准进行的。要按照GB5599-85标准进行车辆动力

学性能仿真及评判需要按照以下步骤进行：

1)建立车辆动力学模型；

2)按照GB5599-85标准的要求，进行车辆动力学性能相关的仿真及数据后处理过程；

3)按照GB5599-85标准的要求，进行车辆的动力学性能评判并生成车辆动力学仿真分

析报告。

SIMPACK软件提供了强大的用户化二次开发功能，包括用户子程序、流程脚本和用户

化使用界面的开发等，利用SIMPACK软件所提供的二次开发功能开发的车辆动力学仿真

平台包括两个部分：

第一部分：铁路车辆专业数据库

铁路车辆动力学性能分析重点是需要考虑铁道车辆和轨道之间的相互作用载荷和车

体在运行过程中的垂向、横向的振动加速度。其中，车辆部分由车体、转向架、轮对、轴

箱、悬挂、驱动系统、制动系统等各部件或子系统所构成，不同的车型，其动力学模型的

结构可能都是不同的，为方便快速完成不同车辆的动力学性能仿真，有必要针对不同的车

型、不同类型转向架结构型式进行开发，建立专业的车辆动力学仿真数据库。

要对车辆的动力学性能进行仿真，除了考虑车辆动力学模型之外，还需要考虑铁路线

路的影响，如直线、曲线、道岔以及线路的不平顺激励等，线路分为分析线路、实测线路，

线路的不平顺按照分析线路和实测线路的不同分别定义，如实测线路，可以直接添加实测

的不平顺数据，而分析线路则分别按照美国谱(AAR)、德国谱(GER)、铁科院谱(TKY)等进行

构建，这些线路以及不平顺数据均直接包含在车辆动力学数据库下，仿真过程中可以直接

选取使用。

第二部分：铁路车辆动力学仿真流程

铁路车辆动力学仿真平台是按照铁路车辆动力学仿真的流程，分为车辆动力学模型的

车辆模型建立模块、动力学仿真模块、数据后处理及报告自动生成模块(依据GB5599-85

标准进行)以及参数化分析模块，每个模块自成体系，同时，各模块之间是相互紧密衔接

的。

通过铁道车辆动力学仿真平台的构建，实现车辆动力学建模、仿真、数据后处理及参数

化分析的自动化、标准化、规范化和流程化，使得车辆动力学性能的仿真不仅仅局限于分析

人员所使用，车辆设计人员通过简单的培训也可以使用，并用来指导车辆的设计及车辆参数

的选取。

2Simpack软件二次开发功能

SIMPACK软件提供进行客户化二次开发的编程语言QT/QSA及客户化开发环境QSA工

作台(QSAWorkbench)。

SIMPACK软件的客户化开发编程语言QT/QSA是一种基于ECMAScript4.0标准的跨平台的脚本语言，网景的JavaScript和微软的Jscript（NetscapesJavaScriptandMicrosofts

Jscript）也使用同样的标准。QT/QSA是可以将C++的应用程序脚本化的工具，为一种解释性的脚本语言。QT/QSA库是在C++应用程序基础上开发的，以实现其应用的脚本化。

下面为利用QT/QSA语言所编写的代码示例。

//GlobalParameters

constSimpack_version=Spck.version.number;//Simpack版本号

varAnalyst;/*分析人员名字*/

varUNIT=Metric;//单位制

varParameters=newArray;//全局参数，参数

varIs_Single_Run=1;//参数化分析=0，单次分析=1

varIs_Report_iflag=1;//是否输出文件，是：1，不是，0

functionmain(args)

{

if(Spck.guiMode||args.length==0){

varmDialog=newDialog