UM Base

线性分析模块

　　线性分析模块集成于UM Base基础模块里, 基本功能如下:

    – 计算系统平衡位置
    – 系统平衡状态运动方程线性化
    – 计算系统固有频率, 显示模态振型
    – 绘制根轨迹
    – 计算机车车辆的临界速度

计算系统平衡位置

　　对于一个特别简单的系统, 如单自由度的弹簧质量系统, 其平衡位置可以通过简单的手算得出。然而对于复杂的多自由度非线性系统, 其平衡位置只能利用数值方法来求解。一般一个系统存在多个平衡位置, 但只有其中一个是稳态平衡。 此外, 有些平衡位置对研究者来说并不理想。软件不能自动判别平衡位置是否理想, 用户需要修改或固定一些坐标, 使之接近理想平衡位置。

　　UM可以根据某一参数的变化来计算系统的平衡位置。

运动方程线性化

　　UM可以自动将处于平衡位置及附近时的系统运动方程线性化。线性化后的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵用于下一步计算分析, 也可导出用于其他程序。

固有频率和模态

　　UM线性模块用于分析系统在平衡位置附近的小幅运动, 计算可得到系统固有频率和特征值并用动画显示模态振型。模态分析也可帮助用户判别稳态平衡位置。若发现某些频率显示为负值, 则认为当前平衡位置的系统并不处于稳态。

　　UM提供两种方法来计算模态:不考虑阻尼的自由振动和考虑阻尼的阻尼振动。

　　某地铁车辆前六阶模态频率和振型如下:

频率 - 0.53Hz	频率 - 1.26Hz	频率 - 1.53Hz
频率 - 1.78Hz	频率 - 1.89Hz	频率 - 7.45Hz

绘制根轨迹

　　根轨迹是系统特征值随某一参数变化的曲线,可以帮助用户直观地判别系统的稳态平衡位置。

计算机车车辆临界速度

　　这项功能要求软件包必须配置轨道车辆模块(UM Loco), 用于计算车辆线性临界速度, 计算时考虑轮轨蠕滑力。