城際列車耐碰撞車體研究.pdf

1、列車在運(yùn)行中一旦發(fā)生碰撞事故，不但會(huì)造成車輛結(jié)構(gòu)的破壞，而且會(huì)嚴(yán)重威脅乘客的生命安全，因此，軌道車輛的被動(dòng)安全性越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。對(duì)軌道車輛進(jìn)行耐撞性研究并設(shè)計(jì)吸能結(jié)構(gòu)，能夠顯著降低軌道車輛意外碰撞事故中的受損程度，同時(shí)有效保護(hù)乘客的安全?；诒粍?dòng)安全設(shè)計(jì)思想，本文以城際列車的頭車車體為研究對(duì)象，采用數(shù)值仿真方法對(duì)其耐碰撞性能進(jìn)行分析研究。 從理論上對(duì)軌道車輛碰撞仿真所采用的基本力學(xué)方程、薄殼單元理論、顯式積分算法、彈塑

2、性材料的本構(gòu)關(guān)系和適用性、接觸界面的主要算法進(jìn)行介紹。 介紹耐碰撞車體的總體設(shè)計(jì)思想，參考國(guó)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)軌道車輛耐碰撞車體的性能要求、評(píng)價(jià)指標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行闡述。 吸能元件是耐碰撞軌道車輛的主要吸能結(jié)構(gòu)，在探討薄壁結(jié)構(gòu)失效模式和吸能特性的基礎(chǔ)上，著重對(duì)雙層殼在軸向載荷作用下的吸能特性進(jìn)行仿真模擬，總結(jié)雙層殼在軸向載荷作用下的緩沖與吸能特點(diǎn)。提出采用內(nèi)、外層長(zhǎng)度不同的組合雙層殼設(shè)計(jì)吸能元件的構(gòu)想，為城際列車頭車

3、吸能元件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 最后，參考相關(guān)的規(guī)范，確定城際列車耐碰撞車體的性能要求和碰撞仿真速度。建立城際列車頭車車體的碰撞仿真模型，在建模過(guò)程中通過(guò)合理地簡(jiǎn)化非大變形區(qū)域的結(jié)構(gòu)以及將特定區(qū)域定義為剛體等方法來(lái)控制求解規(guī)模。在此基礎(chǔ)上，分別對(duì)不安裝防爬吸能裝置以及安裝防爬吸能裝置的頭車車體在設(shè)定速度下的碰撞過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算，并對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析比較。分析結(jié)果表明，安裝防爬吸能裝置后，列車頭車的耐撞性得到明顯提高，界面力顯著下降