軌道車輛新型碰撞吸能裝置的設計研究.pdf

1、在現(xiàn)代車輛人性化設計思想越來越深入的今天，被動安全防護技術已成為保障軌道車輛運行安全十分重要的工程技術。近十多年來，歐美國家車輛被動安全設計技術研究逐漸成熟并已進入工程化應用階段，運用實踐表明，根據(jù)被動安全設計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作用。 軌道車輛緩沖吸能裝置作為車輛被動安全防護系統(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，對于保護乘員在碰撞事故中的安全目標起著重要作用，因

2、而成為近年軌道車輛被動安全技術研究中的一個熱點課題。吸能裝置的性能不僅與其結構設計有密切的關系，也與使用材料直接相關。根據(jù)這一思路，本文擬將新型材料泡沫鋁運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計研究。 論文首先介紹了國內(nèi)外對城市軌道車輛被動安全防護技術研究的現(xiàn)狀，闡述了車輛被動安全系統(tǒng)的組成，綜述了軌道車輛吸能裝置的性能要求和評價指標，以及國外對于軌道

3、車輛吸能裝置的研究方法和設計思想，并對碰撞非線性有限元仿真技術進行了討論。 論文在介紹泡沫鋁動態(tài)力學性能的基礎上，基于非線性有限元技術，運用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行了研究，然后將仿真結果與有關文獻的試驗結果進行了比較，對比結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，證實了采用MSC. DYTRAN軟件進行泡沫鋁材料結構有限元

4、仿真的可行性。 論文進一步對采用不同泡沫鋁材料填充結構形式的軌道車輛吸能裝置方案進行碰撞仿真研究，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計沖擊速度下的能量吸收等相關碰撞性能參數(shù)，較完整地模擬了耐碰撞軌道車輛在撞擊下的動態(tài)響應過程，從而為新型吸能裝置的研發(fā)和耐碰撞軌道車輛頭