基于ANYSY-LS-DYNA的鐵道車輛單車碰撞問(wèn)題建模與仿真研究.pdf

1、高速運(yùn)行的列車一旦發(fā)生碰撞事故，將會(huì)導(dǎo)致車體的破壞，從而引起乘客的傷亡和極大的財(cái)產(chǎn)損失，因此高速列車的被動(dòng)安全性研究受到各國(guó)的重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及顯式有限元技術(shù)的成熟，采用計(jì)算機(jī)數(shù)值方法進(jìn)行高速碰撞仿真，研究高速列車大變形碰撞特性，進(jìn)而對(duì)車輛結(jié)構(gòu)碰撞特性進(jìn)行優(yōu)化，提高列車的被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)有著非?，F(xiàn)實(shí)而重要的意義。 本文主要利用有限元分析軟件ANSYS/LS-DYNA針對(duì)幾種典型的列車碰撞情景進(jìn)行了仿真與分析，并對(duì)乘客

2、在碰撞時(shí)的響應(yīng)，進(jìn)行了簡(jiǎn)單情景下的二次碰掩仿真與分析。 首先，對(duì)200km/h鋁合金列車車體進(jìn)行了三維實(shí)體建模并使用Hyper Mesh軟件進(jìn)行了網(wǎng)格劃分，通過(guò)對(duì)單元類型，材料模型、接觸搜索算法的選擇以及載荷的施加建立了車體的有限元模型。 其次，對(duì)單節(jié)車廂與固定剛性墻、可移動(dòng)剛性墻進(jìn)行了碰撞仿真。仿真結(jié)果分析表明，碰撞時(shí)間極短，變形集中在車體前部，車體主體的客室部分幾乎不發(fā)生變形；碰撞過(guò)程中的絕大部分動(dòng)能被車體前部的一小

3、部分結(jié)構(gòu)所吸收；車體前端加速度最大，從車體前端到后端，其加速度逐漸減?。会槍?duì)碰撞后的爬車現(xiàn)象可能性進(jìn)行了分析。 另外，通過(guò)列車在不同條件下的碰撞仿真，分析了不同初速度，不同材料參數(shù)對(duì)碰撞結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)碰撞速度越大車體塑性變形越劇烈，車體破壞越嚴(yán)重；材料的楊氏模量越大，車體碰撞時(shí)的塑性變形越小。 最后，利用標(biāo)準(zhǔn)假人模型在簡(jiǎn)單場(chǎng)景設(shè)置條件下進(jìn)行二次碰撞仿真計(jì)算，并根據(jù)有關(guān)傷害指標(biāo)分析比較了假人模型頭部、胸部可能的傷害程度。