地铁碰撞事故中站姿假人的响应仿真与损伤预测

地铁车辆中站姿乘员的复杂状态是造成难以预测碰撞损伤的主要因素之一。本文针对站姿假人约束状态、站立方向进行定义与分类,以特定碰撞场景(25km/h两车对撞)下已实现的车体碰撞过程仿真结果为边界条件,建立特定场景下假人损伤评估方法与相关参数阈值定义;获得基于假人的姿态响应、头部加速度、胸部加速度以及腿部受力碰撞时间历程仿真数据。损伤预测表明:站姿乘员在地铁碰撞事故中受到伤害的部位主要集中在头部、颈部和胸部,可能导致乘客脑震荡,颅骨骨折,肋骨骨折等。扶手提供的保护有限。乘员站立方向与损伤程度之间无显著规律,假人碰撞响应的力学参数最大值可作为结构设计与预测的依据。     

城市地铁电动车组转向架的选型与结构

对城市地铁车辆转向架的设计要求和常用结构型式作了较为详细的分析,并提出了一种城市地铁车辆转向架的推荐方案.由于城市地铁车辆的运行环境是城市,因此城市地铁车辆转向架的设计在保证安全要求的同时,对平稳性提出了更高的要求,文中建议参考UIC-513R标准对车辆在乘客处于坐姿和站姿两种状态下的舒适性进行完整的评价,同时在设计中要考虑尽可能的降低噪声,减少车辆运营噪声对周边环境的影响.     

地铁中间风井前变速运行对乘客舒适性影响

地铁高速通过隧道中间风井,列车车体内外都会产生较强的压力波动,严重时会影响司乘人员舒适性.采用数值计算方法对地铁列车变速通过中间风井的气动效应进行数值模拟,研究不同参数对车体表面压力分布规律,并以车内压力变化率和3 s内压力变化评价标准评估车内乘客舒适性.研究结果表明:距离中间风井100 m处变速车体表面测点压力峰峰值...     

地铁车厢内回风方式数值仿真分析

不同的空调回风方式对地铁车厢内的空调效果有一定的影响。文章采用数值方法对车厢内流场进行仿真,分析了两种常见的地铁车厢内回风方式的温度场和流场。结果表明,采用两种回风方式,均能满足乘客舒适性要求。     

地铁强冷和弱冷车厢的人体舒适率分析

目的：在夏季高温天气，车厢内的温度冷热不均成为了地铁乘客反映最多的问题，因此有必要研究地铁车厢环境温度对人体舒适率的影响问题。方法：对7条地铁线路强冷和弱冷车厢的温度及湿度平均值进行实测分析；建立车厢模型，并明确模型的边界条件；根据地铁车厢环境温度的实测数据，采用计算流体力学的方法，针对强代谢率乘客和弱代谢率乘客在不同环境温度下的PMV(预测平均评价)热舒适性评价指标，分析地铁车厢内4种典型截面处的人体舒适率。结果及结论：强冷车厢内的温度约为23℃,弱冷车厢内的温度约为26℃,强冷车厢和弱冷车厢的温度差约为3℃,且同一节车厢内的温度也有2～3℃的上下浮动；强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的舒适率较高，在22.0℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为41%。强代谢率乘客在20.7～22.0℃温度范围内的车内舒适率较高；弱代谢率乘客在23.0～24.3℃温度范围内的舒适率较高，在24.3℃时的舒适率达到最高，车内舒适率为42%。     

不同截止频率下轨道不平顺对车辆垂向振动的影响

为研究地铁车辆在不同波长不平顺轨道上的乘坐舒适性,通过模拟轨道不平顺的时域样本,分析了不同截止频率下轨道不平顺样本对车辆垂向振动的影响,得出了轨道不平顺频率或波长对地铁车辆运行舒适性的影响及规律.结果表明,从抑制车体垂向振动的角度出发,应严格控制10 m～30 m波长的轨道不平顺.     

车下设备激励对车体模态匹配的影响

为系统有效地指导地铁车辆的设计和生产,尽可能减少车辆组装下线后出现振动剧烈等问题,提出了适用于地铁车辆的模态匹配策略和模态设计原则,并对车体典型吊挂设备激励下车体底架振动响应情况进行了研究,对比分析了有、无车下设备激励下车体各部分的振动舒适性指标。研究结果表明:不同车下设备激励引发的车体底架振动响应不同;与有、无车下设备激励条件相比,当考虑车下设备激励时,车体的振动舒适性指标有所增大。     

地铁车辆客室中扶手设计

客室中扶手是地铁车辆内装的重要组成部分，在车辆启动和制动过程中，客室中扶手会受到乘客较大的抓握力和冲击力，其设置的合理性和安全性直接关系到乘客的乘坐安全。因此，地铁车辆内装中扶手的设计应在符合人机工程学要求的基础上，保证乘客使用的安全性、手握的舒适性和普遍适用性。文章根据国内某项目地铁车辆客室中扶手设计，介绍了客室中扶手的设计原则、选材特点、组成、安装结构等，并结合乘客的站姿人体尺寸，提出了中扶手的设计高度建议，为后续地铁车辆中扶手的设计提供了一定的依据。     

轨道车辆乘员二次碰撞伤害的研究

结合我国铁道车辆客室设施与布置,参考欧洲和美国的轨道车辆乘员伤害仿真、试验和评价标准,采用Madymo HybridⅢ 50百分位假人对轨道列车碰撞事故中乘员二次碰撞的过程进行了计算机仿真和伤害分析,比较了不同客室布置方式、不同接触刚度、不同的座椅间距等对乘员伤害的影响.研究表明,同向布置、合适的座椅靠背刚度和座椅间距能减小乘员的HIC值和碰撞的相对速度,从而减小乘员伤害.客室的内装材料也应从被动安全防护的角度加以考虑.     

列车变频空调的节能性和舒适性研究

介绍了变频空调的原理及控制方式,对地铁变频空调和定频空调的节能性和舒适性进行了对比试验研究。结果表明,变频空调不但节能效果好,而且温度控制精度比定频空调高,波动范围小,舒适性好。     

铝合金地铁车内噪声测试及其响度分析

地铁车辆车内噪声直接影响旅客乘坐舒适性。掌握车内噪声特性,可以为地铁车辆车体结构声学设计及车内声学环境优化提供理论参考。依据标准测试不同运行速度下铝合金地铁车辆车内噪声,获得车内噪声频谱特性。根据能够反映主观听觉作用的心理声学理论,进行车内噪声特性响度分析,比较声压和响度评价车内噪声的差异,并在此基础上提出车内降噪的频率范围。     

地铁车辆座椅人体接触面分析及设计优化

文章基于地铁车辆座椅人体接触面的研究,通过对不同特征型面的地铁车辆座椅模型进行人体压力分布实验,总结并提炼出影响乘坐舒适性的曲面特征,最终根据获得较大舒适度的曲面特征提出了一套符合人体脊柱自然生理曲度的座椅曲面.通过验证,该方案能较好地提升地铁车辆座椅乘坐舒适性.     

时速120 km地铁车辆客室气压控制探索与实践

随着城市轨道交通的日益完善,越来越多的城市正在规划、建设速度超过100km/h的城市轨道交通快线。但随着列车运营速度的提高,较大的压力波动传入车厢后将会导致乘客出现耳鸣、恶心、呕吐等不适症状,严重影响乘坐舒适性。而业内对地铁快线压力舒适性尚无明确标准。如果参照高铁采用全密封列车设计,将大幅提升列车采购及后期维护成本,尤其对已开通的线路,如何改善、提高乘客压力舒适性成为困扰很多地铁运营单位的问题。基于我国某城市地铁线路开展的系列研究,在权衡成本及效率的基础上,针对已开通线路提出经济、高效的控制措施,可为其他新线设计提供参考。     

武汉地铁3号线列车车厢内环境实测调查及热舒适性分析

武汉地铁3号线列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,通过实车测试分析和数值模拟仿真分析的方式,分析了这种新型送风方式下车厢内的热舒适环境。测试结果表明:在距车厢地板高度0.5 m、1.2 m、1.7 m截面处的风速在0.35 m/s左右,车厢内任意两点处的温差小于3℃,车厢内环境满足列车空调系统设计规范。数值模拟仿真结果表明:列车空调系统采用中顶孔板与侧送风口相结合的送风方式,乘客的热舒适性较好,能够有效解决格栅送风方式中乘客吹风感的问题,提高了乘客乘坐的舒适性。     

同车不同温空调设定模式下的地铁列车车厢热舒适性分析

通过分析PMV-PPD(预测平均投票数-预测不满意百分比)热舒适性指标,基于夏季列车内环境参数,计算最舒适热环境下空气温度与乘客新陈代谢率的关系。发现列车内不同新陈代谢率的乘客达到最舒适状态时所需的温度不同。地铁列车采取同车不同温的空调设定模式后乘客的平均不满意率降低。以某市地铁为例,分析了强冷车厢和弱冷车厢不同分布方案的平均不满意率。研究结果表明：列车前3节车厢为强冷车厢、后3节为弱冷车厢时,整车的不满意率平均值最低。     

新型无人驾驶地铁列车耐撞性研究

新型无人驾驶地铁列车为现代轨道交通智能列车的代表,对列车运行安全性,尤其是对列车的碰撞安全性具有较高的要求,是车辆设计的重点和难点。以新型无人驾驶地铁列车为研究载体,以列车耐撞性为研究目标,基于EN15227:2008标准要求,采用数值仿真分析方法对新型无人驾驶地铁列车耐撞性进行研究评估。研究结论为:列车在初始速度25 km/h下与一列静止列车发生碰撞时,车钩缓冲器、压溃管及防爬吸能装置可以将碰撞动能全部吸收,能够较好地缓冲撞击;列车爬车指标、乘员生存空间指标及减速度指标均满足标准要求,能够保护乘客安全。     

基于乘客舒适性的快速地铁车辆气动设计参数研究

文章针对快速地铁车辆,从影响乘客舒适性的压力和噪声两个方面,对地铁车辆的舒适性、评价标准、控制标准进行描述;分析了与气动效应相关的阻塞比、列车运行速度、车体断面等车辆设计参数及其变化规律,从气动压力和噪声两个方面为快速地铁车辆的气动设计提供了参考。     

车辆空调送风方式对车辆客室热舒适性的影响

运用CFD(计算流体动力学)软件研究送风格栅和中顶孔板与侧送风口两种送风方式对车辆客室热舒适性的影响。基于车辆客室不同截面的气流速度云图、温度云图、舒适性指标云图等数值结果,分析了车辆空调不同送风方式对车辆客室热舒适性的影响。结论为:在客室1.7 m高度处,采用中顶孔板与侧送风口送风时,整体的热舒适感有优势;在人体座位区域1.1 m高度处,采用格栅送风时,热舒适会更好。     

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。     

西安地铁秋冬季热环境与热舒适实测分析

采用热环境实测和调查问卷相结合的方法,研究西安地铁2号线过渡季、冬季车站及轿厢热环境和热舒适情况。分析西安地铁2号线的5个典型代表车站及轿厢在秋季过渡季和供暖季(2020年9月～2021年2月)的温度变化规律。研究发现,冬季北客站地铁站的出入口和站厅平均温度分别为4.14和8.74℃,不满足《地铁设计规范》(GB 50157—2013)的要求;并得出西安地铁2号线秋季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是15.7～22.8℃,轿厢是18.7～24.3℃,冬季公共区域80%满意率的舒适区温度范围是12.3～16.1℃。采用热感觉投票(TSV)和热损失率(HDR)相结合的方法,对地铁站热环境进行评价;对比调查问卷结果,对HDR进行修正,得到适用于西安地铁冬季热环境的评价指标。该研究可为地铁站内通风空调系统的设计和运行管理提供可靠的基础数据,有利于地铁乘客舒适热环境的营造。