高速列車耐撞性結(jié)構(gòu)及安全性研究.pdf

1、我國幅員遼闊人口眾多，發(fā)展高速鐵路可大大縮短各地區(qū)及省市間的旅行時間，是我國鐵路可持續(xù)發(fā)展的必然。然而，高速列車一旦發(fā)生碰撞事故，將可能給旅客的生命財產(chǎn)帶來極大的破壞，時而發(fā)生的列車碰撞事故向人們昭示著開展列車被動安全防護技術(shù)研究的必要性。本文在總結(jié)研究國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，討論了耐撞性車輛設(shè)計及仿真中的關(guān)鍵技術(shù)，研究了高速列車的耐撞性結(jié)構(gòu)及乘員安全。
　　論文首先對列車碰撞仿真中所涉及到的材料本構(gòu)關(guān)系、單元類型、接觸方式、非線

2、性大變形算法等理論知識進行了介紹，討論并總結(jié)了列車耐撞性結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真分析中的若干關(guān)鍵問題；研究了材料參數(shù)對吸能元件碰撞仿真的影響。根據(jù)目前在列車在碰撞仿真中對鉤緩裝置過度簡化的現(xiàn)狀，采用LS-DYNA中的離散梁單元模擬鉤緩裝置的加載、卸載、過載脫落等力學(xué)特性，能夠較好地反映實際情況。
　　其次針對高速列車速度高、能量大的特點，研究開發(fā)了高速列車車體端部吸能結(jié)構(gòu)。司機室端吸能結(jié)構(gòu)采用由泡沫鋁和金屬圓管填充的兩級吸能結(jié)構(gòu)，非司機室端

3、除原有吸能防爬裝置外，通過減弱側(cè)門區(qū)的邊梁以減小門區(qū)的縱向剛度，將此區(qū)域設(shè)計為吸能結(jié)構(gòu)。端部吸能結(jié)構(gòu)的設(shè)計旨在碰撞事故中保護司機室和客室結(jié)構(gòu)的安全，文中對其進行了充分驗證。
　　然后將端部吸能結(jié)構(gòu)應(yīng)用于8節(jié)編組的某高速列車的所有車輛，根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN15227，對該列車進行三種典型工況的安全性評估，重點考察碰撞過程中各車輛速度、加速度時間歷程等動力學(xué)響應(yīng)以及各碰撞界面的撞擊力、能量分配等內(nèi)容。為了保證計算的可信度，列車編組內(nèi)的所有