耐冲击地铁车辆设计及整车碰撞研究

针对地铁车辆自身特点进行耐冲击地铁车辆吸能结构设计,提出了耐冲击地铁车辆设计理念,将该地铁头车在撞击过程中的能量吸收过程设计为4级:第1级为车钩缓冲装置缓冲器,第2级为缓冲装置中的压渍变形管,第3级为车钩剪切螺栓,第4级为位于头车前端底架的吸能结构和防爬器等可变形结构.并对地铁中耐冲击车体进行了研究,在车体结构中于指定部位设计大塑性变形结构,即设置专用吸能结构;建立了该地铁头车的车体碰撞模型,进行了各碰撞工况的数值仿真.研究结果表明:在撞击过程中吸能结构从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形,车体客室仅发生弹性变形,大部分冲击动能(超过80%)转化为吸能结构的塑性变形,表明该车具有很好的耐冲击效果.     

城市轨道车辆吸能结构设计

为了实现车辆在碰撞事故中的被动安全保护,综合运用比吸能较高的方管、圆管及蜂窝铝等不同吸能元件,设计一种城轨车辆用可更换的两级吸能组合吸能结构,并运用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行25 km/h撞击速度下碰撞仿真分析。研究结果表明:吸能结构发生了有序可控的两级塑形变形,第一级为铝蜂窝压缩变形,其变形行程为151.1mm,撞击平台力约为154.8 kN,吸能量为24 kJ;第二级为方管叠缩和圆管挤压变形,变形行程约为307.6 mm,平台撞击力为732.5 kN,吸能量为190.2 kJ。为城轨车辆用吸能结构设计提供新思路。     

城轨车辆司机室端部主吸能结构优化设计

为了提高城轨车辆司机室端部主吸能结构的吸能性能,采用仿真分析的方法对底架端梁和吸能结构的板材厚度进行了优化设计。考虑优化部位对吸能量的影响,建立某城轨车辆司机室车与司机室车以相对速度25 km/h的正撞模型,通过碰撞分析计算得到了结构优化前后的吸能量及车体不发生压溃的最大撞击速度。研究结果表明:提高底架端梁结构的刚度,减小主吸能结构的板材厚度能够满足司机室端部吸能系统的顺序可控变形规律,其吸能性能也得到提升,为主吸能结构的优化设计提供了理论参考。     

电力内燃双动力动车组被动安全分析研究

某型4编组双动力动车组在研发过程中需按照相关要求进行被动安全设计。依据车辆质量、编组数、吸能设备(车钩和防爬吸能装置)的布置和性能参数等信息,按照EN 15227标准中最严苛的C-I工况,对车辆的被动安全性能进行了分析研究。分析结果表明车辆在碰撞的过程中车钩缓冲器、压溃管、防爬吸能装置等吸能部件能够完全吸收列车的冲击能量,满足标准要求。     

轨道交通列车前端吸能结构碰撞研究

利用LS-DYNA软件建立列车前端吸能结构的有限元模型,通过仿真分析对试验台车吸能结构进行优化以及试件材料选择;通过受力对比分析确定整车模型与试验台车模型对于吸收结构碰撞试验的一致性。台车吸能结构碰撞试验结果及其分析表明:利用台车吸能结构碰撞试验可以替代整车碰撞试验,用于验证列车前端吸能结构设计的合理性。采用仿真分析与台车试验相结合的方法,对列车端部吸能结构的耐碰撞性能进行验证,可以有效地压缩设计与试验的成本和周期。     

地铁车辆底架前端传力路径及结构优化方法

根据力流路径分配最优原则设计出不同的底架前端吸能区结构布置方案;基于Beam梁单元简化的有限元模型进行仿真计算,比选得到最优的传力路径方案;对该最优传力路径方案进行实体化建模,以设计方案仿真计算得到的关键参数作为目标,设计出2种不同构型的承载式吸能结构;对整个底架前端结构进行参数优化,对优化前后的底架前端结构进行碰撞仿真计算对比分析。研究结果表明:优化后的底架前端结构能够满足能量吸收的约束条件,并且碰撞过程响应稳定。     

铝合金薄壁元件的吸能特性分析

利用结构非线性有限元计算程序LS-DYNA,对具有相同截面积,但不同形式的铝合金薄壁元件进行轴向低速冲击仿真计算,分析各种元件的吸能特性,获得一种适用于轨道车辆前端大吸能量要求的吸能元件。     

基于TSI认证的调车机车碰撞仿真研究

轨道车辆要进入欧盟市场需通过欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）认证,车体需满足EN15227标准要求。为提升车辆耐撞性TSI认证通过能力,文章结合EN 15227:2020标准新增要求和TSI认证经验,设计了调车机车碰撞场景;针对TSI认证项点,详细介绍了碰撞仿真方法;以某型调车机车碰撞仿真为例,从结构变形、能量变化、减速度变化、生存空间、排障器吸能等方面分析了TSI指标评估要求。     

自由编组地铁车辆钩缓装置配置特性研究

为研究地铁列车在不同编组条件下各界面的能量吸收特性,以某地铁公司的车辆为平台,建立4辆、6辆、8辆3种不同列车编组的有限元碰撞模型以及钩缓装置的备选库,通过LS-DYNA碰撞仿真分析软件,结合不同碰撞速度和不同编组数量,验证列车各界面的吸能情况,分析不同编组列车在碰撞过程中的能量耗散特性。在采用不同的编组模式时,选用不同的钩缓装置搭配来完成车辆的吸能配置,既可提高自由切换编组形式列车钩缓系统的搭配效率,又可减少备品种类以节约开支。     

有轨电车防爬吸能装置斜向撞击障碍物仿真分析

有轨电车在近些年因其诸多优点在众多城市得以兴建和运营，但因无独立路权等原因，有轨电车易与社会车辆等障碍物发生碰撞，斜向撞击即是典型的一种碰撞场景。防爬吸能装置能够吸收有轨电车碰撞的能量，对降低财产损失和人员伤亡具有重要现实意义。文章针对有轨电车防爬吸能装置斜向撞击障碍物试验实施难度大的问题，根据欧盟标准EN 15227:2008+A1:2010中对C-Ⅳ车辆碰撞场景3的要求，采用非线性显式动力学方法，利用通用有限元分析软件对有轨电车防爬吸能装置斜向撞击3 t可移动障碍物过程中的整体变形、吸能特性以及局部塑性应变进行了仿真分析。分析结果表明，该防爬吸能装置能够有效吸收碰撞能量，其弹性和塑性吸能最大位移均在设计行程范围内，防爬梁无局部断裂并脱落的风险，且变形后未与车体主结构发生干涉。因此，配置该防爬吸能装置的有轨电车能够满足EN 15227:2008+A1:2010中对C-Ⅳ类车辆碰撞场景3的吸能需求。     

B120型车体碰撞仿真研究

城轨车辆碰撞安全性设计是城轨车辆设计中一个重要问题。文章根据现代城轨车辆碰撞方面相关标准及数据,使用有限元仿真软件对不同速度下的B120型车体进行碰撞仿真计算,观察吸能装置及防爬装置的主要作用,考察整车防碰撞能力,以及防爬器的防爬性能和吸能能力。结果表明该型车体的结构设计完全符合技术协议的防碰撞要求,具有较高的合理性。     

基于xPC的电动汽车自适应巡航控制半实物仿真

针对电动汽车自适应巡航控制（ACC）较高的实时性要求,设计了半实物仿真系统,在宿主机Matlab／SimulinkRTW平台下建立了电动汽车数学模型,并将其转化为c代码下载到目标机中模拟真实车辆;采用DSP2812嵌入式计算机作为车辆自适应巡航实物控制器,针对不同工况切换控制算法,在线调节车辆速度,以实现定速巡航或等距跟踪前车。实验结果表明：巡航控制算法对前车急剧变化的工况有很好的自适应能力,能有效避免追尾;提高了对巡航速度的跟踪能力,保证行驶安全性及舒适性。     

地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺

论述了地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接工艺方法,以及制造过程控制,对施工过程中的一些关键项点进行了详细的分析。实践证明,该套粘接工艺方法应用在地铁车辆玻璃钢头罩与铝合金车体粘接是合理的。     

EMS型磁浮列车车体响应与轨道不平顺的相干性分析

为探究EMS型磁浮列车车体振动响应的敏感波长,采用PID悬浮控制法建立了中低速磁浮试验车动力学模型,并按照相干性原理构建了不平顺与车体振动的相干函数。通过仿真分析发现:相同速度下,磁浮车前后端车体振动加速度的敏感波长存在一定的差异,前端大于后端;随着速度的增加,磁浮车前后车体振动加速度的敏感波长和相干函数的最大值几乎都在增加;随着速度的增加,车体横向加速度的相干函数大于0.8的波长范围增加。同时确定了引起车体振动的主要激励波长,其中车体的横向振动响应主要是由波长在3~9 m范围的轨道方向不平顺引起的,车体的垂向振动响应是由波长在10 m左右以及波长在2.8 m时的高低不平顺引起的。     

地铁车辆能耗监测系统的设计

文章介绍了地铁车辆能耗监测系统的设计要求、设计方法、结构特点。该设计通过对元器件的选型、电路的优化设计、印刷板的合理走线布局,重点解决了地铁车辆直流电能量的采集计量问题,并通过试验等手段对研制的产品进行了验证并已成功装车运行。结果表明：新研制的地铁车辆能耗监测系统结构合理、性能可靠、精度高,电磁兼容性好,能满足地铁车辆的电能采集、数据存贮、显示及其通信等要求。     

武汉轨道交通2号线车辆研制

文章介绍了武汉轨道交通2号线车辆主要技术参数及车辆上所采用的突破性技术,阐述了车辆在完全自主化的国产模拟式制动系统、双折棚贯通道、风道技术等多项系统中采用了先进、可靠的技术,以实现车辆良好的制动性能和隔音、降噪效果,提高乘客的舒适性。同时采用现代化、人性化的结构设计,整体性能优越,节能环保。     

轻轨车辆技术特征及其发展

从轻轨车辆的性能、车体主要组成部分、运能、舒适性和方便性等方面,介绍城市轻轨车辆的主要技术特征,提出新型城市轻轨车辆的低地板化、模块化结构、车辆维保作业简便化等新的发展趋势.     

槽型轨道清洁车行进速度和滚刷转速关系研究

针对现代有轨电车轨道清洁的需求、国内外清洁车发展现状以及槽型轨的特殊结构,介绍一款多功能槽型轨道清洁车,简要介绍清洁车的结构组成和工作原理。建立清洁车行进速度和滚刷最小转速的数学模型,并通过虚拟样机的方法,以块状颗粒模拟污物,对3种清洁车行进速度和其相应的最小滚刷转速,进行滚刷对污物的清扫仿真实验,并分析滚刷转速和清洁车行进速度2个因子的影响。实验证明,使用该数学模型可以使滚刷转速和清洁车行进速度相匹配,当清洁车行进速度在14~30 km/h,滚刷转速n在100 r/min以上时,颗粒抛射高度较高,对槽型轨清洁效果较好。     

基于SYSNOISE软件的地铁车辆车内声场模态分析

以A型地铁车辆为研究对象,利用SYSNOISE软件计算了车内声场的声学模态。结果表明,车内声场的各阶模态形状基本上呈前后、左右和上下方向对称分布,车内声场共鸣频率和模态形状主要由其几何形状决定。