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，不但會造成車輛結(jié)構(gòu)的破壞，而且會嚴(yán)重威脅乘客的生命安全，因此，軌道車輛的被動安全性越來越受到世界各國的重視。對軌道車輛進(jìn)行耐撞性研究并設(shè)計吸能結(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，同時有效保護(hù)乘客的安全?；诒粍影踩O(shè)計思想，本文以城際列車的頭車車體為研究對象，采用數(shù)值仿真方法對其耐碰撞性能進(jìn)行分析研究。 從理論上對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)計思想，參考國外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對軌道車輛耐碰撞車體的性能要求、評價指標(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)、外層長度不同的組合雙層殼設(shè)計吸能元件的構(gòu)想，為城際列車頭車

3、吸能元件的設(shè)計提供依據(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，在建模過程中通過合理地簡化非大變形區(qū)域的結(jié)構(gòu)以及將特定區(qū)域定義為剛體等方法來控制求解規(guī)模。在此基礎(chǔ)上，分別對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)定速度下的碰撞過程進(jìn)行仿真計算，并對仿真計算結(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