基于輪軌和殘余應力模型的高速列車車體耐撞性仿真分析.pdf

1、高速運行的列車一旦發(fā)生碰撞事故，將會造成巨大的財產損失和人員傷亡。其被動安全設計是事故中乘客安全的最后保障。因此，針對高速列車車體耐撞性開展的仿真分析研究具有重要意義。
　　本文以某型高速列車為研究對象，主要完成了以下工作:
　　(1)根據(jù)高速列車車體制造工藝，考慮高速列車車體成形技術，分析了高速列車車體側墻局部結構的焊接過程。利用雙橢圓柱熱源模型，實現(xiàn)了基于熱機耦合的鋁合金型材的焊接過程仿真。分析了車體側墻焊接的溫度場、應

2、力場分布?？偨Y了高速列車車體側墻焊接殘余應力的分布規(guī)律，并分析了焊接約束條件對車體焊接殘余應力分布的影響。
　　(2)根據(jù)已有的幾何模型，建立了用于車體碰撞分析的轉向架模型，包括幾何模型、材料模型、接觸定義、聯(lián)接等。確定了轉向架模型的相關參數(shù)，實現(xiàn)了轉向架模型的運動仿真分析，分析了其垂向響應及車輪運動形式。
　　(3)根據(jù)EN15227，建立了進行高速列車車體結構耐撞性分析評估的碰撞場景并確立了相關的評價參數(shù)。建立了考慮轉向

3、架系統(tǒng)、車鉤系統(tǒng)的頭車對撞模型并進行了仿真與分析。分析了高速列車碰撞過程中的縱向響應、橫向響應、垂向響應。
　　(4)采用隱式——顯式連續(xù)求解的方法，將高速列車車體側墻的焊接殘余應力導入用于碰撞分析的有限元模型中進行仿真分析，比較了考慮車體焊接殘余應力的高速列車車體碰撞過程及不考慮車體焊接殘余應力的高速車體碰撞過程，分析了其沖擊力、車體應力及平均加速度等因素。車體焊接殘余應力的存在，使得焊縫位置及其附近的單元強度有所降低，改變了材