基于損傷模型的高速列車中間車車體耐撞性仿真分析.pdf

1、高速列車在運(yùn)行中一旦發(fā)生碰撞事故，不但造成車輛結(jié)構(gòu)的破壞，而且還嚴(yán)重威脅乘客的生命安全。被動安全設(shè)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展開的仿真分析研究具有重要意義。
　　鋁合金車體在碰撞發(fā)生時，應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變率各點(diǎn)均不相同，并且在碰撞的過程中各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及應(yīng)變速率還隨著時間的變化而變化。有限元分析是研究車體耐撞性的重要方法，利用仿真軟件進(jìn)行車體結(jié)構(gòu)變形、吸能和失效模式的研究可以降低開發(fā)費(fèi)用、縮短開發(fā)周期。

2、但有限元軟件在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在著許多問題，有時其仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果存在較大的差異。這并不是有限元軟件自身的問題，而是在有限元建模時缺乏準(zhǔn)確的描述材料變形行為的本構(gòu)關(guān)系及描述材料失效和斷裂的損傷模型。
　　本文以CRH380型高速列車為研究對象，主要完成了以下工作:
　　(1)通過不同應(yīng)變率平板拉伸試驗(yàn)，研究了5083-O鋁合金在不同應(yīng)變率下的變形和斷裂行為，設(shè)計了可實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)力狀態(tài)的缺口試樣，研究了鋁合金在不同應(yīng)力狀態(tài)下的

3、力學(xué)性能和斷裂行為。結(jié)果表明:隨著應(yīng)力三軸度的增加，斷裂應(yīng)變總體成減小趨勢，但并不成單調(diào)遞減現(xiàn)象。隨著應(yīng)力三軸度的增加，材料由剪切斷裂機(jī)制向韌窩斷裂機(jī)制轉(zhuǎn)變。
　　(2)基于試驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)定了MMC損傷模型的參數(shù)，并系統(tǒng)地對鋁合金材料在不同應(yīng)力狀態(tài)下的損傷和斷裂行為進(jìn)行有限元模擬。對標(biāo)仿真與試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了MMC損傷模型可以模擬材料的變形與斷裂行為。
　　(3)分析了高速列車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)，建立了中間車車體和中間車車鉤有限