机车车辆车钩缓冲装置及吸能装置的耐撞性研究

为了研究某机车车体结构的耐碰撞性能,基于仿真软件的工程应用,建立了详细有效的机车车辆车体结构非线性动力学有限元模型.其中,重点对机车车钩缓冲装置和吸能装置进行了详细的有限元模拟.并以装有车钩缓冲装置和吸能装置的机车以10 km/h速度撞击刚性墙为例,验证了该机车的耐碰撞性能.结果表明,该机车在碰撞过程中,车钩缓冲装置和吸能装置很好的发挥了其能量吸收作用,机车车体结构没有发生塑性变形.     

铝合金车体前端结构抗撞性优化设计

为提高列车在碰撞事故中的耐撞性能并保证乘客的安全.以铝合金车体为研究对象,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对客车铝合金车体进行大变形碰撞仿真,并在此基础上利用多学科优化软件iSIGHT对车体前端吸能结构的进行优化,得出在碰撞过程中车体结构的变形模式以及车内乘客身体的受力和加速度情况,并对车体前端吸能结构进行最优化设计,满足轻量化要求,从而实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计.     

新型高速动车组车体纵向承载能力分析

以新型高速动车组车体为研究对象,在静力学和碰撞两类仿真计算的基础上,分别获取相应的车体纵向承载参数,通过进一步的分析、比较和讨论,为新型高速动车组附加式吸能装置的预设计或选型提供可借鉴的依据.     

CRH5型动车组碰撞吸能结构研究

结合我国现有动车组端部吸能结构现状,介绍CRH5型动车组车体结构、碰撞吸能工况类型、车体碰撞仿真模型及碰撞吸能性能分析、碰撞吸能元件的材料和结构.对我国高速动车组吸能结构设计具有指导意义.     

基于EN15227标准长编动车组耐撞性研究

依据EN 15227-2008+A1-2010标准对16辆长编动车组碰撞性能进行研究,首先通过列车能量分配优化计分析确定动车组吸能系统各吸能界面的平台力、吸能行程及吸能次序,使碰撞能量全部由可更换吸能单元吸收,保证车辆结构无损伤,并依据能量分配优化参数设计吸能单元及车体结构,最终建立16编组三维碰撞仿真分析模型应用LS-DYNA软件进行列车碰撞仿真验证,结果表明设计的16编组碰撞吸能系统满足列车防爬、司机室生存空间、碰撞减速度等标准要求.     

中低速磁浮车体前端结构抗撞性优化设计

以中低速磁悬浮头车为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对中低速磁悬浮头车车体进行大变形碰撞仿真,并通过研究车体前端部吸能结构中压溃管的壁厚、结构形状及焊接方式三大因素对其吸能特性的影响;确定了压溃管的最终实际优化方案,为吸能部件的研发和再生产提供必要的理论依据.     

地铁列车车钩系统能量配置特性研究与优化

为研究地铁列车在碰撞过程中的能量分配特性,以某6辆编组的地铁列车为平台,依据车钩缓冲装置和防爬器的吸能特性,进行列车纵向动力学仿真计算,结果显示:在列车碰撞的过程中,各个界面的吸能情况并不均衡.对此,对比了车钩系统在不同配置条件下的吸能特性,寻找列车碰撞过程中各界面的吸能规律,并进行一定的参数优化,使列车在满足车辆连挂和低速碰撞的要求条件下,可最大化地利用各界面的吸能容量,其配置结果对列车碰撞能量管理和车体结构强度的设计都有一定的指导价值.     

列车吸能系统空行程对列车碰撞性能的影响

为研究列车吸能系统空行程对列车碰撞吸能的影响,以某地铁车辆为研究背景,分别采用一维能量分配方法及三维整车碰撞模拟仿真方法,建立碰撞有限元模型,进行一辆地铁列车以25 km/h小时速度撞击相同静止列车的分析计算,研究吸能系统空行程对整车碰撞吸能的影响.结果表明,吸能系统空行程越大,列车对车辆前端主吸能单元吸能能力要求越高,对头车二位端中间吸能单元吸能能力要求越低.     

基于神经网络的数据挖掘模型在吸能装置上的应用

针对传统有限元分析方法对机车车辆结构耐撞性计算效率低的问题，在已有仿真分析数据基础上，引入机器学习方法，对车辆关键结构的耐撞性以及碰撞安全性进行分析预测. 首先，建立基于神经网络的数据挖掘模型，在此基础上构建车辆关键结构的碰撞响应预测方法；其次，通过试验验证了防爬吸能装置有限元模型的正确性，以此模型为基础获得不同壁厚防爬吸能装置的碰撞响应仿真数据；然后，以吸能装置壁厚作为模型输入，不同壁厚所对应的位移、速度、界面力和内能等碰撞响应作为模型输出，将有限元仿真数据用于模型训练，优化后的数据挖掘模型的拟合优度在0.922以上；最后，为验证模型预测的准确性，将碰撞数学模型的预测结果与有限元仿真结果进行对比，速度、位移、界面力和内能的平均相对误差分别为7.10%、4.51%、6.20%和2.50%. 研究结果表明:基于神经网络构建的数据挖掘模型在保证精度的情况下，能很好地反映防爬吸能装置的碰撞特性，大幅降低了计算时间，提高了计算效率.      

某地铁车侧翻碰撞安全性分析

以某地铁车Tc车体结构作为研究对象,采用显式动力学软件LS-DYNA,根据ECE R66标准对车体进行侧翻碰撞仿真.以车内乘员生存空间的完整性作为安全指标,评估车体的侧翻耐撞性能.对车体结构薄弱区域进行改进,通过增大该区域结构的截面抗弯模量,从而使车体在侧翻碰撞中吸能速率提高,车体结构变形减小,且车内乘员生存空间不被侵入.实验结果表明:改进后的结构明显提高了车体结构的侧翻耐撞性能,达到了提高车辆被动安全性的目的.     

螺纹剪切式碰撞吸能装置最优螺纹参数设计

为解决螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的最优螺纹参数的设计问题,利用UG建模、VPG前处理和LS-NYNA求解计算,进行了针对单因素的计算机仿真试验．对螺纹的4个因素（螺纹高、剪切高、螺纹宽和导程）进行了单因素分析,将各因素的尺寸与最大加速度的关系进行了函数曲线拟合,通过适当调整,构造了4个因素与最大加速度的优化模型．用Matlab软件对优化问题求最值,并结合单因素分析结果获得了最优螺纹尺寸．仿真结果表明：该尺寸满足碰撞评价指标,从而为螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的最优螺纹参数,提供了一种优化设计的新方法．     

基于SYSWELD的铝制罐车环焊缝数值仿真相关参数优化

对铝制铁路罐车罐体环焊缝进行数值仿真时,应用壳-实体单元结合的建模方式对罐体其中一条环焊缝进行有限元建模,针对该模型,基于热弹塑性有限元理论,利用SYSWELD软件对其多道焊应力场进行数值仿真.通过改变焊缝及其附近区域(实体单元)的宽度以及焊缝两侧(壳单元)的长度来观察不同的焊缝尺寸参数对关注部位分布的各向应力峰值的影响.分析表明,合理的环焊缝尺寸参数使仿真计算在保证精度的同时节省了时间.     

地铁B型车不锈钢点焊车体有限元建模方法对比分析

以某B型不锈钢地铁车体为对象,研究建模方法对车体有限元分析的影响,包括静强度、刚度和模态分析。首先采用CAD建模软件建立了车体的精细几何模型,然后基于厚度叠加原理,建立了无点焊等效厚度的车体板壳模型,同时建立了采用CWELD焊点单元精确模拟点焊的车体板壳模型。在此基础上,依据BS EN 12663-1:2010标准,确定了车体强度评价载荷工况,对比分析了两种建模方法的有限元分析结果,验证了简化建模方法的有效性。对两种模型车体理行计算,模态分析结果表明,有点焊模型模态频率较高,刚度结果表明有点焊模型刚度较大,静强度结果表明有点焊模型强度较高。采用等厚度叠加原理的车体建模计算结果偏于保守,在工程设计和分析中采用是可行的。     

基于平面应变单元的板式橡胶支座简化建模方法

目前,板式橡胶支座的数值仿真仍以空间实体单元建模为主.这种建模方式精度较高,但随着网格细化,求解成本急剧上升.基于平面应变问题,提出了采用平面模型简化空间模型的方法.用Ansys软件,基于两参数Mooney-Rivlin模型,采用两种方式进行有限元计算,得出平面应变单元模型与空间实体单元模型应力状态的换算方法及适用范围...     

基于制动系统的CST电控系统智能设计

为解决制动系统突然失灵给汽车行车安全带来的隐患,构建了一种基于制动系统的螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置电子控制系统.以单片机AT89S51为控制核心,用加速度传感器ADXL202实时监测到汽车的制动减速度,并将其与设定好的制动减速度门限值作比较,从而判定制动系统是否失效.若制动系统失效,电控系统便立即控制执行机构直流电动机瞬间将螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的冲击杆全部推出,以应对所有可能的危险.系统软件编程采用C51高级语言,并利用Keil与Proteus软件对系统进行了软硬件的调试及联调仿真.仿真证实了所设计的电子控制系统的可行性.该系统能自动控制螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置,实现了螺纹剪切式汽车碰撞吸能装置的智能化.     

不锈钢点焊车体结构的耐撞性研究

某不锈钢点焊地铁车车体正面碰撞时,因其吸能结构吸能效果不足,致使客室区域出现皱褶变形情况.通过研究车体吸能结构的材料特性、壁厚、预变形以及结构形状对其吸能特性的影响,筛选出最优车体吸能结构.车体改进后前端吸能结构吸能占车体总吸能的93.5%,较原方案提高28.2%.     

货车后部吸能装置40%偏置碰撞仿真分析

建立并验证了货车后部吸能装置全宽碰撞模型的有效性,按照ECE R94.01法规和PRO/E软件建立该装置的有限元模型,利用有限元方法对其进行40%偏置碰撞吸能性仿真分析,通过与货车后部原有结构进行对比分析,结果发现:该吸能装置可以避免轿车偏置追尾碰撞货车时钻入货车下部并吸收两者碰撞过程所产生的大部分动能,从而使轿车和货车本身结构的变形达到最小.     

带有CST的微型客车正面碰撞仿真分析

针对微型客车前部在正面碰撞事故中吸能区域较短,基于VPG有限元前处理软件、LSDYNA后处理软件为平台,分别建立了不带螺纹剪切吸能装置和带有螺纹剪切式吸能装置的微型客车模型,并对其进行仿真研究.仿真结果表明,无吸能装置的客车前部变形很大,威胁到车内乘员的生命安全;而有吸能装置的客车前部变形较小,B柱加速度变化曲线比无吸能装置时较平缓,从而很好地保护了车内乘员的生命安全.螺纹剪切式吸能装置使汽车前部的正碰吸能性得到很大改善.     

客运列车耐冲击吸能车体设计方法

为了减轻客运列车碰撞事故造成的损失,实现被动安全保护,对组成列车的动车、客车车体结构提出了新的设计方法,重新分配车体各部分刚度,设计出具有合适吸能结构的耐冲击车体,车体结构均按前、中、后三种纵向刚度设置,前后两部分为可以产生塑性变形的弱刚度吸能结构,中间部分为仅产生弹性变形的强刚度弹变结构。当列车在正常运行时,车体有足够的强度和刚度,需要满足有关规范规定的强度、刚度要求;在较高速下发生碰撞事故时,吸能结构能够沿所需方向产生塑性大变形吸收足够冲击动能,保证机器间和乘客区不发生破坏,并延缓碰撞作用时间,降低碰撞瞬间最大减速度,使撞击减速度在人体承受范围内。     

基于RCAR试验的电动SUV低速保险杠耐撞性研究

为研究某款纯电动SUV保险杠在低速正面碰撞工况下的耐撞指标,提高其耐撞性能。首先依据RCAR保险杠低速碰撞试验及评价方法,建立某纯电动SUV正面全宽低速保险杠碰撞有限元模型;其次,从防撞梁、吸能盒的吸能和变形以及车体损坏情况等对仿真结果进行分析。结果表明,模型防撞梁强度不足,导致吸能盒未发挥低速吸能效果,风扇受到挤压。最后从防撞梁截面型式、材料,厚度3个影响防撞梁强度的因素出发,提出3种优化改进方案。研究表明,方案3防撞梁低速碰撞耐撞性最好,在满足轻量化要求的同时满足了RCAR测试的要求。