鐵道車輛碰撞以及結構優(yōu)化的仿真研究.pdf

1、隨著顯式有限元技術的發(fā)展以及高性能計算機硬件和軟件資源的出現(xiàn)，采用計算機數(shù)值方法進行高速碰撞仿真，研究高速車輛大變形碰撞特性，進而對車輛結構碰撞吸能特性進行優(yōu)化，提高車輛的被動安全性有著非?，F(xiàn)實而重要的意義。　　本論文的主要內容與創(chuàng)新之處有以下幾個方面：　　1.碰撞仿真理論研究　　為進行高速列車的碰撞仿真研究，本文從碰撞仿真顯式有限元方法的基本控制方程出發(fā)，對積分格式、臨界時間步長、材料非線性、幾何非線性、接觸搜索和接觸力計算、摩

2、擦力計算、沙漏問題以及剛性墻的處理等幾個方面進行了詳細探討。 2.建立車體有限元模型首先本文利用UG軟件根據(jù)25B客車的設計圖紙建立車體的完整三維實體模型，抽取中面后，把幾何模型輸入到PAM/CRASH軟件?！　?.鐵路客車碰撞的有限元仿真　　(1)本文對單節(jié)車體與固定剛性墻、與可移動剛性墻、可移動障礙物進行了碰撞模擬，發(fā)現(xiàn)碰撞時間極其短暫，變形集中在車體前部，車輛主體幾乎不變形；碰撞過程中的絕大部分動能被車體前部的一小部分

3、結構所吸收；車體前端加速度最大，從車體前端到后端，其加速度逐漸減小；剛性墻質量越大，車體與其撞擊后的速度越小，車體的變形越大?！　?2)對兩節(jié)車體與剛性墻及兩節(jié)車體對撞進行模擬計算，由于車體兩端上下剛度差別較大，發(fā)現(xiàn)兩節(jié)車體容易產生危險的爬車現(xiàn)象；同時模擬計算了三節(jié)車體斜撞剛性墻的脫軌情況。　　(3)鐵路客車碰撞的特點是規(guī)模大，碰撞作用時間長導致仿真計算時間讓人難以忍受，本文采用并行算法模擬計算了兩節(jié)車體與兩節(jié)車體的對撞過程，僅花費