高速列車碰撞條件下的乘客安全性分析.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，高速列車運(yùn)行時(shí)攜帶的能量也大幅提高，以一列總重400t的列車為例，當(dāng)列車以160km/h的速度運(yùn)行時(shí)，其動(dòng)能為395.1MJ;當(dāng)列車以300km/h的速度運(yùn)行時(shí)，其動(dòng)能高達(dá)1388.9MJ。因此，高速列車若發(fā)生碰撞事故，其后果將十分嚴(yán)重，在提高旅客列車舒適度及可靠性等性能的同時(shí)，高速列車的設(shè)計(jì)需要考慮列車的被動(dòng)安全防護(hù)。一方面，應(yīng)該在車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)耐撞性設(shè)計(jì)思想;另一方面，如何在碰撞發(fā)生時(shí)盡可能地保護(hù)乘員

2、的生命財(cái)產(chǎn)安全以及在新車設(shè)計(jì)階段對(duì)乘員安全性做出評(píng)估，也是列車被動(dòng)安全技術(shù)研究中的重要課題。
　　本文依據(jù)國(guó)內(nèi)外軌道機(jī)車車輛被動(dòng)安全性領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，著重就其中車輛的“耐撞性”設(shè)計(jì)以及仿真設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行了探討，并進(jìn)一步分析了高速列車中乘客安全的防護(hù)。
　　首先，建立了詳細(xì)的列車碰撞有限元模型，基于EN15227二種典型工況，對(duì)列車的被動(dòng)安全性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，證明了列車的大部分動(dòng)能被前三節(jié)車消耗，且在碰撞過(guò)程中速度與加速

3、度都產(chǎn)生比較明顯的變化，頭車前端底架地板結(jié)構(gòu)拱起，產(chǎn)生了明顯的塑形變形，司機(jī)的生存空間受到了威脅，中間車在車鉤破壞以后均發(fā)生了碰撞接觸，產(chǎn)生了輕微塑形變形，但客室結(jié)構(gòu)未發(fā)生變形，乘客的生存空間未受到威脅。其次，通過(guò)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的分析，以及與標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，主、被動(dòng)各車輛在各自乘客生存空間縱向總長(zhǎng)度內(nèi)的變化量均未超過(guò)50mm乘客的生存空間可以得到保障。
　　然后，基于“一次碰撞響應(yīng)在確定的車型和工況下是一定的，可被重復(fù)利用”的重要思想

4、，以數(shù)值模擬得到的車輛一次碰撞響應(yīng)（如加速度）為輸入，單獨(dú)對(duì)乘員的二次碰撞進(jìn)行研究，得到列車碰撞過(guò)程中，各個(gè)位置的乘客均不同程度的產(chǎn)生損傷，順著列車行駛方向乘坐的乘客在碰撞過(guò)程中處于不利的位置，而背對(duì)列車行駛方向乘坐的乘客則處于有利位置，在碰撞事故中受傷程度略低的結(jié)論。
　　最后，研究了座椅間距設(shè)計(jì)對(duì)乘客二次碰撞的影響，證明過(guò)大或過(guò)小的桌椅間距均不利于乘客的二次碰撞保護(hù)，需要根據(jù)具體情況詳細(xì)研究;另外，在座椅上加裝安全帶可以保護(hù)人