基于輪軌和殘余應(yīng)力模型的高速列車車體耐撞性仿真分析.pdf

1、高速運(yùn)行的列車一旦發(fā)生碰撞事故，將會(huì)造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。其被動(dòng)安全設(shè)計(jì)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(shù)，分析了高速列車車體側(cè)墻局部結(jié)構(gòu)的焊接過程。利用雙橢圓柱熱源模型，實(shí)現(xiàn)了基于熱機(jī)耦合的鋁合金型材的焊接過程仿真。分析了車體側(cè)墻焊接的溫度場、應(yīng)

2、力場分布?？偨Y(jié)了高速列車車體側(cè)墻焊接殘余應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向架模型的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架模型的運(yùn)動(dòng)仿真分析，分析了其垂向響應(yīng)及車輪運(yùn)動(dòng)形式。
　　(3)根據(jù)EN15227，建立了進(jìn)行高速列車車體結(jié)構(gòu)耐撞性分析評估的碰撞場景并確立了相關(guān)的評價(jià)參數(shù)。建立了考慮轉(zhuǎn)向

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