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。     

城市轨道交通车辆模块化吸能结构设计

设计了一种城市轨道交通车辆的模块化吸能结构。介绍了该结构的总体设计方案,以及防爬装置、吸能单元和连接梁的设计方案。通过建模,根据EN 15227—2008标准中C-Ⅱ车型的碰撞工况要求,对该结构进行仿真分析。结果表明该吸能结构可沿着预设变形结构进行变形,最大触发力小于总体要求,塑性变形吸能满足吸能要求;通过对该结构进行试验,结果表明该吸能结构可沿着预设变形结构进行变形,最大触发力略大于总体要求,塑性变形吸能不足。由试验结果可知,需要对该吸能结构进行优化。     

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。     

地铁车辆底架薄壁梁吸能结构耐撞性试验与仿真研究

针对城轨列车的结构形式,以典型地铁头车车体司机室安装接口为设计约束,设计一种底架薄壁梁司机室结构.首先对城轨列车底架吸能结构进行设计,并基于模型设计,研制实际司机室结构样机,并通过冲击试验对吸能结构进行了耐撞性研究,结构撞击平台力为1450 kN,吸收能量为550 kJ.随后建立有限元模型,对吸能结构进行数值仿真,最终对有限元与试验研究结果进行分析,结构在撞击力、吸能量、变形模式、压缩位移、褶皱形状及位置基本一致.研究结果表明:试验和仿真的误差范围控制在10％以内,验证了该有限元模型拥有较高的精度,可通过仿真手段代替试验研究,进一步探究各冲击工况下的动态响应.     

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。     

基于Hypermesh汽车吸能盒诱导槽优化设计

根据某汽车吸能盒的结构特点,采用增开双诱导槽的方式,对吸能盒进行优化设计。以双诱导槽的位置和深度为研究对象,采用响应面法和正交实验设计法,以吸能盒的吸能量与载荷峰值为指标,建立结构优化的数学模型。利用MATLAB优化工具求得模型的最优解,并采用Hypermesh建立优化后的有限元模型进行仿真验证。仿真结果表明:优化后的结构明显降低B柱加速度峰值,改善吸能效果,提高汽车的安全性。     

轴向冲击下薄壁方管屈曲模式及初始峰值力控制研究

基于冲击试验和仿真实验手段对带隔板方管吸能结构的碰撞力学响应特性进行分析,建立有限元模型,采用显式动力有限元ANSYS/LS-DYNA进行数值仿真,并与试验结果对比,误差基本稳定在5%以内,验证该数值仿真模型的有效性。研究结果表明:结构变形模式为稳定可靠的轴对称模式。研究隔板结构与诱导结构对吸能特性的影响,得出结构在隔板的约束下产生更多的屈曲褶皱,吸能量提高17%。诱导结构对结构整体吸能量影响不大,可以显著降低结构的初始撞击力峰值,降低百分比达到42.3%。     

带隔板单锥薄壁方管结构吸能特性研究和多目标优化

研究轴向静载荷工况下带隔板单锥薄壁方管的能量吸收特性和耐撞性优化设计。试验和数值仿真结果证明该结构的变形模式具有规律性和稳定性,并通过静载荷试验验证有限元模型。在此基础上建立响应面模型,探究该结构不同部位壁厚对其吸能特性的影响。研究结果表明:比吸能和初始峰值力受到外管壁厚的影响比隔板厚度的影响要大。为进一步优化带隔板单锥薄壁方管的吸能性能,以外管和隔板的厚度为设计变量,以比吸能和初始峰值力为优化函数进行多目标结构优化。结果表明,优化目标比吸能和初始峰值力相互冲突,吸能比的增加会导致初始峰值力的增加。优化结果可为地铁车辆的耐撞性提供良好的设计矩阵,以获得性能更好的吸能结构。     

高速动车组车钩安装座结构设计及其抗冲击性能

通过对高速动车组端部吸能系统进行冲击试验和碰撞仿真分析,对该吸能系统的车钩安装座结构进行了优化设计,并验证了优化结构车钩安装座的抗冲击性能满足设计要求。     

车辆吸能装置结构的耐碰撞性研究

以车辆吸能装置为研究对象,采用高度非线性显式动态有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其进行压缩吸能动态仿真,研究其吸能特性.分析了压缩全过程的动力学响应,并与吸能装置的压缩试验结果进行了对比分析,仿真与试验结果吻合,验证了所建立有限元模型的正确性.对安装了吸能装置的某机车车体进行了碰撞仿真,结果表明该吸能装置具有较好的吸能特性.     

轨道客车节能技术研究与应用

叙述了轨道客车的能耗影响因素以及降低能耗的主要方法和效果。首先,通过对轨道客车能耗机理分析,归纳出车辆自身影响因素,包括质量、阻力和牵引效率;然后,针对以上因素进行详细分析,论述降低能耗的具体措施;最后,总结出各因素对降低能耗作用的权重。     

动车组平顶板安全装置结构分析及优化设计

现有动车组平顶板防松脱装置主要有安全挂绳和安全挂钩两种形式。安全挂绳结构简单,安装方便,但易发生漏装和错装问题,存在安全隐患;安全挂钩原理简单,实用性强,但存在因高度尺寸过大而不适用于狭小空间安装的问题。为此,提出了一种可伸缩的防松脱安全挂锁装置,该装置不仅具有上述两种装置的优点,还能够有效防止上述两方面问题的发生,而且由于自身为伸缩装置,因此可满足目前各种型号动车组平顶板的安装要求。     

城市轨道交通车辆转向架天线梁随机振动疲劳分析

为提高某城市轨道交通车辆转向架天线梁结构的疲劳寿命,对天线梁结构进行了随机振动疲劳分析,并建立了有限元模型。将实际线路中采集到的时域加速度谱变换为频率内的载荷激励谱,作为仿真分析的输入条件。结合Dirlik公式和线性疲劳累积损伤理论,计算产生天线梁的最大损伤位置及其损伤值。对天线梁的疲劳寿命进行了预测,并依据计算结论对天线梁结构进行优化。仿真分析结果与实际线路动应力测试结果对比表明,随机振动疲劳分析方法可以反映转向架天线梁疲劳的真实运行特点。     

防飞溅剂性能及其对焊接质量影响的评价方法

转向架构架的焊接过程中会产生飞溅并黏连在焊接部件表面,而焊接部件表面涂抹防飞溅剂则可减少飞溅黏连现象。由于防飞溅剂的成分多样且无统一的质量评价标准,企业在应用防飞溅剂前需要对其性能及对焊接质量的影响进行评估。为此,提出了防飞溅剂性能及对焊接质量影响的评价试验方法,并对某品牌的防飞溅剂进行了该方法的试验验证。     

跨坐式单轨转向架水平轮轴承损伤分析及解决方案

为研究跨坐式单轨转向架水平轮小轴承损伤问题,对小轴承损伤形式及损伤规律进行分析和统计。通过对水平轮设计结构、轴承运用工况、润滑脂润滑特性及轴承安装游隙等影响因素的分析,确定了小轴承损坏的根本原因是轴承润滑不良,直接原因是滚子打滑,同时针对轴承损伤原因提出3点解决方案,并对采取新方案的小轴承进行装车试验。试验结果表明:新方案可有效降低小轴承损伤风险,延长小轴承使用寿命,值得在跨坐式单轨转向架水平轮中推广应用。     

基于有限元法的动车组行李架优化分析

为解决现有高速动车组行李架玻璃承载面板易破损的安全隐患,利用有限元方法对玻璃承载面板和聚碳酸酯承载面板这两种行李架的应力和位移进行比较分析,寻找聚碳酸酯承载面板位移变化的原因和优化措施。结合动车组行李架内部结构分析,提出了行李架结构优化建议,为承载面板由玻璃板更改为聚碳酸酯板的优化措施提供技术论证。     

CRH5型动车组电气柜接线端子状态检测方案优化

针对CRH5型动车组检修过程中,由于电气柜内电气元件端子压接不良等原因造成的短路或过流现象而导致的安全隐患等问题,采用更改端子结构以及利用红外热成像仪监测等方法,优化检修过程中对电气柜端子状态的检测方案。优化后方案可快速定位故障点,并能及时发现潜在安全隐患。通过优化后方案的实施,可大幅度降低车辆出厂故障率,对提升轨道交通装备的质量具有实际意义。     

高速动车组电制动失效分析及改进措施

为降低高速动车组电制动失效的故障率,首先对高速动车组电制动的控制原理进行分析,根据典型故障数据分析及现车测试,确定电制动失效原因;其次,分析在牵引和制动工况下电制动失效对车辆的影响;最后,通过调整牵引控制单元(TCU)控制软件中的网压限制电制动力输出参数,提高电制动的可靠性。     

中国标准动车组部件及车体合成组装技术

以中国标准动车组车体的生产制造为基础,系统论述动车组底架、侧墙、车顶、端墙、司机室等5大部件组装及车体总装技术的要求和注意事项。总结近10年的车体组装技术操作要领,展示铝合金车体制造从引进、消化、吸收及再创新的最新成果,进而为铝合金车体制造标准化的形成奠定基础。     

一种低地板铰接动车组转向架及构架的结构设计与强度分析

LI Wen;LU Haiying;MI Caiying;HAN Junchen(CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd., 130062, Changchun, China)