耐碰撞车体吸能装置的薄壁结构研究

吸能装置是提高机车车体耐碰撞性能的关键部件。利用显式有限元模拟仿真了薄壁结构的横截面、壁厚和预变形等对其碰撞性能的影响，找出了薄壁结构的碰撞规律。对安装了由薄壁结构组成的吸能装置的某机车车体进行了碰撞仿真，结果表明该结构具有较好的吸能性能。     

高速列车车体前端吸能结构的碰撞仿真与试验

专用吸能装置的设计是高速动车组车辆安全防撞系统的核心。本文依据DIN EN15227中规定的C-I类车辆碰撞要求,开发研制了国产标准动车组端部专用吸能装置,并对其进行碰撞仿真分析和台车碰撞试验。仿真分析与撞击试验结果基本吻合,结果表明:该专用吸能装置的压缩变形稳定且有序可控,撞击平台力为2 000 kN左右,主吸能元件压缩变形率最小可达70%,可耗散冲击动能1.85 MJ,其吸能特性满足设计需求。     

列车碰撞冲击吸能计算与试验方法研究

针对精确评价列车被动安全吸能防护能力问题,结合不同类型吸能装置的特性,系统分析了国内外相关标准、计算公式和试验方法,发现目前以能量值为考核指标、忽视冲击车与被冲击车质量及冲击速度的评价方法存在较大误差,同时对合理的冲击试验方法提出了建议。     

地铁列车吸能装置吸能原理的仿真研究

利用显式有限元软件Ls—DYNA建立了薄壁结构轴向切割过程的三维有限元模型,对其吸能过程进行了仿真,分析了刀具的数量、薄壁结构的壁厚、外径等对吸能特性的影响。研究结果表明,薄壁结构吸收的能量、界面力与刀具的数量、薄壁结构的壁厚成正比,与薄壁结构的外径关系不大。     

基于显式有限元的高速列车吸能装置吸能原理研究

吸能装置是提高高速列车耐碰撞性能的关键部件。首先阐述了金属切削数值仿真的关键技术,包括材料的本构模型、切屑与工件的分离、切屑与刀具的接触和摩擦等。然后利用显式有限元仿真了薄壁结构被轴向切削时刀具的前角、切屑的厚度和宽度等对其吸能特性的影响。提出薄壁结构轴向切削吸能和轴向压缩吸能的组合作为吸能装置的吸能原理。分析结果表明,该吸能原理是一种非常理想的碰撞能量耗散模式。     

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。     

列车防撞压溃管吸能研究

随着铁路行车速度的提高,高速列车的舒适性和安全性、减少事故损失成为铁路运输领域的新课题。应用有限元分析软件LS-DYNA,对比2种不同形式的压溃管在同一工况下碰撞过程,分析折叠式压溃管不同压溃引导方式,得到不同情况下的碰撞参数,为压溃管在列车上的合理应用提供依据。     

车辆薄壁结构撞击吸能特性研究

对6种具有代表性的吸能结构进行了撞击分析，得到了不同的吸能结构在受到撞击时的变形模式，吸能量大小及冲击力在等一系列参数，并分析各种吸能结构特性的优劣，为耐冲击吸能车体的实体碰撞数值模拟奠定基础。     

吸能装置对列车碰撞能量吸收的影响研究

为研究附加式吸能装置载荷-位移关系曲线的不同形式对轨道列车碰撞动能吸收效果的影响,建立了2列8编组列车一维碰撞多刚体动力学模型,并对其进行计算分析。结果表明,在具有相同设计吸能容量的前提下,将吸能装置的载荷-位移关系曲线设计成等梯度多段形式或具有一定正斜率的形式,比将其设计成单一定常型的形式吸收更多的碰撞动能;载荷-位移曲线斜率越大,吸收的能量越多。此外,研究了三节金属翻卷圆管在轴向压缩下的载荷-位移关系,发现在一定设计参数下,载荷-位移关系曲线近乎等梯度的两段形式;同时,圆管的冲程效率为76.5%,达到理论冲程效率(80%)的95%以上,证明三节金属翻卷圆管具有良好的可变形能力和吸能能力。     

列车端部吸能装置稳态阻抗力优化设计

为了对列车端部吸能装置的稳态阻抗力进行优化,对列车纵向碰撞模型加以改进,以此为基础,研究吸能装置实际吸能量与其稳态阻抗力的关系。发现吸能量随着阻抗力增大呈现先增大后减小的趋势,且吸能装置在碰撞结束时恰好用尽全行程的情况下其实际吸能量达到最大值。为了确定此时的阻抗力,通过动力学分析推导其理论最优阻抗力。以某列车在不同场景下对撞为例,计算发现各场景下吸能装置采用理论最优解时的吸能量均为各自对照组中的最大值,并对数值设计的可靠性进行验证。     

缺口导向分级触发吸能结构研究

以轨道客车司机室端吸能结构为研究对象,提出一种基于缺口导向分级触发的吸能结构,并采用三维仿真分析方法对该吸能区结构进行优化分析。另外,对优化后的吸能区结构进行全尺寸冲击试验验证。试验结果表明,仿真分析在能量吸收、压溃行程和平台力方面的误差可保持在10%以内。     

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。     

新型轨道交通再生制动能量吸收装置研究

城市轨道交通具有站间距离短、车辆运行密度高等特点,列车在频繁的起动与制动过程中会产生数量可观的制动能量。目前再生制动能量回收较多采用电阻吸收或逆变回馈加电阻的形式,能量回收率和利用率都较低。根据逆变回馈和电容储能的特点,组成逆变+储能的新型再生制动能量吸收装置:直流母线制动电能通过逆变器接入400 V车站低压配电系统,超级电容通过DC/DC双向变换器并联在直流母线上,较平稳的制动功率直接经逆变器给车站负荷供电,较大的尖峰功率由超级电容吸收,再供负荷或车辆起动加速用。根据列车的制动特性,以某地铁线路实际数据为例,计算了列车实际的制动功率和能量,给出了逆变器和储能的功率及容量配置方案。所提方案能够完全吸收利用再生制动能量,且所需储能容量较小。     

城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统

介绍了城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统的结构、功能.城市轨道交通车辆能耗计量及管理系统采用六通道能耗计量装置和RFID(射频识别)列车定位技术,实现了对地铁车辆能耗的分类计量.建立GPRS(通用分组无线服务)无线传输数据机制和地铁车辆能耗管理平台,处理并存储能耗数据,自动生成曲线和统计报表,实现地铁车辆能耗信息化管理.该系统已在上海轨道交通1号线01A02车型上试点应用,基本功能已得到验证.     

城轨车辆耐碰撞结构的数字设计研究

在研究耐碰撞车辆安全性设计思路和设计规范的基础上,以天津津滨城市轨道车辆的头车为例,设计了不同碰撞速度下的多级吸能系统及其布置方案。仿真计算结果表明新设计的耐碰撞车体结构能够满足不同碰撞速度下稳定有序变形的设计要求。     

铁道车辆用铝合金吸能结构的准静态压缩试验及其数值分析

介绍了日本铁道车辆用铝合金吸能结构的准静态压缩试验和数值分析结果,为研发类似产品提供了指导方向。     

地铁制动能量分析及再生技术研究

针对目前国内城市轨道交通采用电阻吸收方式存在的浪费能量及需加装散热设备的缺点,提出了采用电容吸收的方案,该方案充分利用了制动能量,减小了环境污染。该方案利用Simulink工具建立了地铁制动动态模型,通过仿真得到了地铁在不同初速度下产生的制动能量,仿真结果表明对制动能量进行回收利用将带来巨大的经济效益。     

轨道车辆健康评价系统设计

随着中国轨道交通行业的蓬勃发展,轨道车辆的使用规模不断扩大,对车辆可靠性的要求也越来越高,而车辆健康管理作为安全运营的重要保障,传统的人工定期检查已很难满足要求.首次提出了轨道车辆健康评价方法,包括子系统健康评价、车辆健康评价和线路健康评价,以牵引系统为例,从5个评价维度上,详细阐述了健康度的计算方法.由于采用车地实时...     

城市轨道交通车辆的可靠性验证试验

对城市轨道交通车辆的可靠性验证试验技术进行了介绍,阐述了城市轨道交通车辆可靠性常用特征量和可靠性验证试验要求。以具体项目为例,说明了城市轨道交通可靠性验证测试程序、评估方式、接收与拒收标准,提出了城市轨道交通可靠性验收测试的方法,由此评估城市轨道交通车辆可靠性指标是否满足要求。最后阐述了可靠性验收测试在轨道客车车辆产品设计中的重要作用。     

城市轨道交通车辆车端低压接线箱端子排的改进设计

针对城市轨道交通车辆用车端低压接线箱内传统端子排设计的弊端,对车端低压接线箱内的端子排进行设计改进:端子排倾斜安装,端子序号采用按原理图"功能组分区"进行划分的原则。该改进结构符合人体工程学的设计,能有效提高工作效率及接线正确率。端子排的倾斜安装结构还可应用于空间受限、接线不方便以及有设计优化需求的设备。