模块简介

UM Pneumatic Systems是一个专业的气动仿真模块，可以与铁路、汽车、单轨、磁浮等模块联合使用。

气动模块包含以下基本元件：

• 空气弹簧

• 刚性腔室

• 气动管路

• 孔口

• 高度控制阀

• 压缩机

空气弹簧

UM软件提供了多种空气弹簧模型，下列第一种归属于气动模块，后三种归属于基础模块

• Tabular模型：根据实测数据生成

• Nishimura模型

• Berg模型

• 热力学模型

  Air spring 1T15-M0

  UM tabular model of AS

  
  

上图是根据某空簧厂家提供的测试数据生成的UM空气弹簧模型，每条曲线表示一定气压下，力随高度的变化。

气动管路

稳态管路模型

Pipe length 3m, diameter 5 mm

提供三种质量流-压降模型

• Atlas模型

• 达西公式

• 流体力学模型

气动管路时域模型

采用系统微分方程描述气动管路的动力学模型，考虑了瞬态过程和长管路的惯性特性。

管路动力学模型的验证

验证方案

频率响应：仿真与实测对比

孔口模型

提供两种孔口模型：

• Nozzle

• ISO 6358

  
  

高度控制阀

汽车和轨道车辆上使用的空气弹簧一般装配有高度控制阀，软件支持用户添加高度控制阀模型。

空气压缩机

用户可以在气动系统中加入空气压缩机模型，以保证气压在设定范围内。当气压低于最小值时，启动压缩机，而当气压高于最大值时，关闭压缩机。

气动系统

用户可以使用气动模块的基本元素搭建不同结构形式的气动系统。

AS are connected by two T-junctions

AS are connected by pipelines with auxiliary chambers

验证测试

工况1: 通过管路连接附加气室的空气弹簧

模型示意图

动刚度随频率变化的曲线：仿真与试验对比

工况 2: 通过孔口连接附加气室的空簧

模型示意图

a = 1mm	a = 2.5mm
a = 5mm	a = 7.5mm
Comparison of simulation and experimental results

高速列车仿真测试

车辆模型	转向架模型

不同结构形式的空簧对车体振动加速度的影响对比