RRDS轨道车辆总体方案快速设计评估...

概述

轨道车辆总体方案快速设计评估软件主要用于各类轨道车辆的论证设计及方案设计及分析评估,简称RRDS软件。该软件结合了各类轨道车辆的设计特点及要求,借鉴了国内外飞机总体设计软件及轨道车辆设计分析软件的经验,按照正向创新设计思想进行开发,主要包括总体方案定义、方案快速建模、快速分析、综合优化、方案评估这五个模块。用户可通过拖拽方式和参数定义的方式快速各类轨道车辆的方案三维模型,并基于模型进行快速工程分析优化及方案评估,形成总体设计方案。

该软件可用于动车组列车、高铁列车、普通列车、货运列车、城际列车、城市地铁列车、城市轻轨列车、城市有轨电车、磁悬浮列车、悬挂轨道列车、超高速真空管道列车等产品的总体设计。该软件可将设计师的创意快速转化为概念方案三维模型,并支持对三维模型方案的快速分析验证和评估。方案建模时按照部件方式建模,主要部件可分为车头、中间车、尾车、转向架、车钩等,车厢内部布置可布置驾驶舱、乘客舱、车端设备舱、卫生间及洗漱间、行李舱、餐车舱、车底设备舱、车顶设备舱,系统设备布置可自定义树结构及模型进行快速布置。该软件框架灵活,能根据需求快速定制开发和软件集成。

轨道车辆总体方案快速设计评估软件界面

特色功能


  1. 方案定义:运行需求及性能指标分解条目化层级化,设计方案模板化,支持方案定义数据的统一管理,为三维建模及快速分析评估提供初始参考数据;
  2. 限界设计:主要参考运行线路及环境、运行速度限制、供电方式、站台尺寸等的要求,按照轨道车辆标准规范计算要求确定截面限制尺寸,为外形剖面设计提供参考依据;
  3. 外形创建:外形建模采用部件化、参数化方式,可创建复杂的三维曲面外形,实现整车编组外形(含车头和车尾)、单节车厢外形、车底整流罩、车门车窗外形及车顶鼓包等外形的快速创建;
  4. 车厢内部布置:主要针对单节车厢外形进行布置,主要布置地板以上的车厢设施,形成车厢平面布置方案,最终可自动生成车厢内部设施三维模型;
  5. 车体结构布置:采用基于二维布置图的方式,选择主要结构类型,可对结构部件中的结构截面类型、截面尺寸及间距的定义和调整,实现车体结构布置批量化三维化;
  6. 转向架设计:采用参数定义的方法和分部件建模并装备的方法创建结构复杂的转向架主要架构及部件模型,可以设计两轴车、三轴车及多轴车等类型的转向架;
  7. 系统设备布置:系统设备布置采用自定义结构树的方式实现快速创建,可实现简化模型、管线模型、参数化模型及外部模型的调用与布置,可布置控制系统、刹车系统、空调系统、电气系统、车底设备等,支持复杂系统方案的快速布置与分析;
  8. 总体布置图:可生成整车及单节车厢的外形、结构及系统布置二维图,便于总体设计交流;
  9. 分析模型处理:外形、结构等设计模型可自动生成多领域分析模型,实现模型联动,缩短分析前处理时间;
  10. 重量重心及转动惯量计算:基于方案三维模型可以计算结构及各分系统模型的质量质心及转动惯量数据,便于各系统重量控制和性能分析;
  11. 整车曲线通过性分析:通过在整车三维模型中抽取尺寸及重量等信息,通过集成仿真分析软件的方式,实现整车曲线通过性的可视化分析;
  12. 整车气动分析:采用集成快速气动分析软件的方式,根据整车编组外形,分析在不同速度下整车的气动力系数,为动力学分析等模块提供输入数据;
  13. 整车动力学分析:通过在整车三维模型中抽取尺寸及重量、转动惯量等信息,通过集成仿真分析软件的方式,实现整车动力学分析,最后能够查看曲线及云图;
  14. 牵引制动性能分析:采用经验公式的计算方法,实现整车牵引及制动性能的分析,获得整车对动力系统及刹车系统的设计要求;
  15. 车体结构强度分析:结构强度分析集成Ansys、Nastran等强度分析软件方式,基于自动生成的结构有限元网格模型实现结构强度快速分析,并可自动进行后处理;
  16. 方案评估模块:通过设计分析参数提取插件可实现总体方案参数的提取,采用一定的工程算法及评估方法,将参数进行无量纲化处理,结合权重系数定义,实现总体方案的快速评估与选型;
  17. 报告自动生成:根据预置的方案报告模板,对各模块数据进行抽取,实现方案设计报告自动生成。


客户价值


  1. 实现了轨道车辆总体设计软件化、环境统一化、软件集成化、操作简化,使总体设计更规范,效率更高,质量更高;
  2. 拖拽方式和参数定义方式实现总体方案概念模型的快速创建,不受轨道车辆快速设计模板约束,更好地支持新型轨道车辆的正向创新设计;
  3. 总体方案三维模型化且能自动生成多领域分析所需的分析模型,设计模型更新后分析模型可自动更新,可实现基于模型的多领域快速分析及优化,可设计出更优的轨道车辆总体方案,更好地与国内外竞争对手竞争项目;
  4. 统一的方案数据管理模式支持快速多方案设计,支持方案快速评估与选型,实现优中选优,为工程研制提供更准确的方案输入,减少工程研制阶段的返工迭代,缩短研制周期;
  5. 单机部署及应用方式,可实现在竞标现场和客户现场的方案演示与调整,采用模型化的方式可更好地展示方案全貌,提升项目竞标成功率和客户满意度。


典型应用

机车行业某集团产品研发中心是我国轨道客车的重要研发单位,为我国研制了多种高速动车组和城市轨道列车。本案例是总体设计部门利用RRDS软件对新型轨道客车总体方案进行了快速设计及分析,主要可实现轨道客车总体方案定义,包括用户需求、性能指标、总体方案、系统方案等;可实现轨道车辆总体外形的参数化快速创建,能够创建整车编组外形和单节车体外形;基于单节车体外形可以创建车厢内部布置和车体结构;系统模型布置模块包括详细模型布置、参数化机构模型布置、简化模型布置等,可形成轨道客车常见的分系统方案模型;通过创建标准人可以对轨道客车总体方案的空间及通过性等进行分析;基于三维模型可以生成轨道客车总体方案二维布置图;基于模型的分析主要可包括重量重心快速计算、整车气动力分析、载荷分析、车体结构强度分析等。最终生成满足总体设计要求的轨道客车总体方案,供工程研制阶段参考应用。

某新型轨道客车单节车体方案示例