虚拟样机技术是一种新的产品设计开发方法,提供全数字化的产品开发方式,是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法,这些数字化模型即虚拟样机,可以用来代替物理样机对产品进行创新设计、测试和评估。由于变频电机车的研制与开发在我国还比较少,应用虚拟样机技术对变频电机车启动与制动的研究也十分少见,本文应用虚拟样机技术对变频电机车的启动与制动进行仿真与研究。本课题在分析变频电机车技术参数的基础上,依据实际情况对变频电机车的运动模型作了简化,通过对启动和制动过程中车轮的力学分析、整车的受力状态分析及车轮与钢轨的粘着分析,建立了启动和制动时车轮及车体的受力、速度、加速度、以及启动和制动时间和距离的数学模型,对机车启动和制动特性及影响因素进行了分析。虚拟建模和仿真分析是虚拟样机技术的核心技术,而虚拟建模是整个虚拟样机技术的基础,所有仿真分析都是基于虚拟模型基础上的。于是本文在Pro/E环境下建立了变频电机车的三维实体模型,首先利用Pro/E的Mechanism模块对装配体进行运动学分析及干涉检查;然后将变频电机车三维实体模型导入到ADAMS软件环境,通过系统建模,最终形成变频电机车的虚拟样机模型,分别对机车满载条件下3‰上坡和3‰下坡工况进行了启动和制动过程的仿真,得出启动和制动过程的相关特性曲线及变化规律。本论文应用动力学原理,通过对变频电机车动力学研究,为变频电机车参数设置提供了理论依据及指导,从而为进一步优化设计、大型化、系列化及新产品的开发提供初步的理论依据。本论文探索了虚拟样机技术的体系结构、主要内容和关键技术,应用虚拟样机技术缩短了产品的开发周期,降低了开发成本,为虚拟样机技术在矿山机械领域的应用提供了参考实例,为矿山机械的开发创新探索了新的思路与方法,故本文的研究方法及结论具有较为广泛的工程意义。