标准地铁列车前端专用耐撞结构吸能模式及力学匹配

开发轻质高比吸能的能量吸收装置是标准化地铁列车项目的核心需求，开展专用吸能装置的匹配性增强设计对结构耐撞性提升有重要意义。在不改变现有装置所占空间的前提下，根据标准化地铁列车的碰撞防护参数，设计了3种吸能元件方案，运用显式有限元分析方法，基于试验测定的部件性能参数，对比分析了3种结构在25 km/h速度条件下的冲击响应行为，并确定了最终的优选设计方案。在此基础上，运用拉丁超立方试验法构造了吸能参数响应面；采用非支配排序多目标遗传算法（NSGA-II）开展了吸能元件的多目标结构优化匹配设计，获得了优化后的结构方案，并完成了验算。结果表明，通过串联式蜂窝结构设计可改进吸能装置中长行程蜂窝的失稳问题；通过顶杆式蜂窝组合结构设计，显著提升了装置压缩过程中的吸能特性。响应面优化后的标准化地铁列车吸能装置吸能能力显著提升。     

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。     

基于ASME RT-2—2014《重型轨道交通车辆结构设计的安全标准》的地铁车辆底架结构设计

底架结构是城市轨道交通车辆车体结构设计中最重要且难度最大的部位。基于纽约资质审查项目(NYCT),从端底架吸能结构、底架边梁、底架中梁及整体结构等方面阐述了基于ASME RT-2—2014《重型轨道交通车辆结构设计的安全标准》的地铁车辆底架结构的设计方案和设计重点。阐述了所应用的碳钢及不锈钢材料的机械性能及焊接标准,对底架钢结构进行了静强度、吸能计算及相关试验验证。结果表明,底架的强度、刚度和吸能值均满足车辆设计要求。     

城轨车辆的耐撞击性能研究

在讨论城轨车辆耐撞性设计原则基础上,以某城市轨道车辆为研究对象,运用动态大变形非线性有限元技术,证明了多级吸能防撞区设计思想的可行性;基于模块化设计思想,提出5级吸能防撞区模块化设计;并通过结构优化设计,对比分析两种方案的仿真计算结果,论证了只有进行匹配性的吸能结构设计,才能够在碰撞中达到有效缓冲吸能,防止爬车的观点。     

吸能型连梁装置吸能部件结构设计及有限元分析

吸能型连梁装置的工作原理是在强震作用时通过将楔形块挤入吸能管使其发生弹塑性变形来吸收能量。吸能部件的设计是实现缓冲性能的关键。首先根据吸能部件的构造形式提出了其结构设计参数;在此基础上,运用塑性力学理论中的主应力法推导了吸能管的缓冲荷载理论计算公式;最后建立了吸能部件有限元模型,验证了理论计算公式的正确性,并分析了吸能管扩径变形的基本特征。     

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。     

基于逐级吸能原理的地铁B型车耐撞性分析

基于逐级吸能原理,建立了地铁B型车的非线性大变形碰撞动力学有限元力学模型,应用LS-DYNA非线性大变形分析软件,对两列列车碰撞情形进行了数值模拟分析。研究结果表明:列车结构设计符合逐级吸能原理的要求,仅吸能装置和部分车体端部结构产生了塑性变形,客室结构区域纵向长度的最大变化值均小于其总长的1%,乘客的生存空间可以得到保障,且列车间不会发生爬车现象。     

铰接式动车组车体防撞性设计

文章介绍了铰接式动车组司机室结构设计和能量系统配置方案,并对组合吸能元件进行碰撞试验验证。根据EN 15227标准中C-I类车辆要求对车体进行碰撞仿真分析,计算结果表明车体的防撞性能完全满足相关要求。     

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。     

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。