軌道車輛新型碰撞吸能裝置的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、在現(xiàn)代車輛人性化設(shè)計(jì)思想越來越深入的今天，被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)已成為保障軌道車輛運(yùn)行安全十分重要的工程技術(shù)。近十多年來，歐美國家車輛被動(dòng)安全設(shè)計(jì)技術(shù)研究逐漸成熟并已進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，運(yùn)用實(shí)踐表明，根據(jù)被動(dòng)安全設(shè)計(jì)思想研制的耐碰撞軌道車輛對乘員生命安全起到積極的防護(hù)作用。 軌道車輛緩沖吸能裝置作為車輛被動(dòng)安全防護(hù)系統(tǒng)的不可或缺的組成部分，其碰撞特性，其中包括吸能能力、減速緩沖等性能，對于保護(hù)乘員在碰撞事故中的安全目標(biāo)起著重要作用，因

2、而成為近年軌道車輛被動(dòng)安全技術(shù)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)課題。吸能裝置的性能不僅與其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系，也與使用材料直接相關(guān)。根據(jù)這一思路，本文擬將新型材料泡沫鋁運(yùn)用到軌道車輛吸能裝置中，通過碰撞仿真研究泡沫鋁填充對吸能裝置吸能特性的影響，并由此開展了新型軌道車輛吸能防爬器的設(shè)計(jì)研究。 論文首先介紹了國內(nèi)外對城市軌道車輛被動(dòng)安全防護(hù)技術(shù)研究的現(xiàn)狀，闡述了車輛被動(dòng)安全系統(tǒng)的組成，綜述了軌道車輛吸能裝置的性能要求和評價(jià)指標(biāo)，以及國外對于軌道

3、車輛吸能裝置的研究方法和設(shè)計(jì)思想，并對碰撞非線性有限元仿真技術(shù)進(jìn)行了討論。 論文在介紹泡沫鋁動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，基于非線性有限元技術(shù)，運(yùn)用MSC. PATRAM軟件和MSC. DYTRAN軟件通過仿真研究的方法，對泡沫鋁材料的壓縮性能特性進(jìn)行了研究，然后將仿真結(jié)果與有關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，對比結(jié)果表明了兩種方法在能量吸收以及軸向沖擊力等碰撞性能呈現(xiàn)較好的吻合度，證實(shí)了采用MSC. DYTRAN軟件進(jìn)行泡沫鋁材料結(jié)構(gòu)有限元

4、仿真的可行性。 論文進(jìn)一步對采用不同泡沫鋁材料填充結(jié)構(gòu)形式的軌道車輛吸能裝置方案進(jìn)行碰撞仿真研究，通過比較獲得了較優(yōu)的方案。最后，對擬使用于城市軌道車輛上的泡沫鋁材料吸能裝置安裝到端車上，建立了包括吸能裝置和耐碰撞車頭的整體仿真模型，并進(jìn)行了碰撞仿真，得到了安裝新型吸能防爬裝置的城市軌道車輛在設(shè)計(jì)沖擊速度下的能量吸收等相關(guān)碰撞性能參數(shù)，較完整地模擬了耐碰撞軌道車輛在撞擊下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，從而為新型吸能裝置的研發(fā)和耐碰撞軌道車輛頭