基于连挂碰撞的城轨车辆吸能结构研究

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1、＿＿＿硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿论＿：国内图书分类号：Ｕ２７０．３密级：公开国际图书分类号：６２９西南交通大学研宄生学位论文基干连挂碰撞的城轨车辆吸能结构研究年级二〇一二级姓名姚鹏辉申请学位级别工学硕士专业车辆工程指导老师傅茂海研究员二〇一五年四月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２７０．３ＵＤＣ６２９．．：ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨ

2、ＯＦＥＮＥＲＧＹＡＢＳＯＲＰＴＩＯＮＳＴＲＵＣＴＵＲＥＢＡＳＥＤＯＮＣＯＵＰＬＩＮＧＣＯＬＬＩＳＩＯＮＯＦＵＲＢＡＮＲＡＩＬＶＥＨＩＣＬＥＧｒａｄｅ：Ｍａｓｔｅｒ２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｏＰｅｎｈｕｉｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＳｅｃｉａｌｉｔｙ：ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｐｇｇＳｕｅｒｖ－ｐｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＦｕＭａｏｈａｉＡｒ２０１５ｐ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了

3、解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向，允许论文被査阅和借阅国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密ｅｆｆ使用本授权书。“’’（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名指导老师签名：＂ｉｅ．ｉ曰期日期：ｆｙ．■Ｔ：；（Ｊ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：

4、本文利用显示有限元方法研究了各种因素对薄壁金属管吸能特性的影响规律，设计了合适的专用吸能结构并建立其有限元模型对其进行碰撞仿真分析得到其碰撞过程中的阻抗力一位移特性曲线随后用多体动力学方法以及纵向动力学方法建立地铁列车连挂；碰撞的力学模型，并分别在１５ｋｍ／ｈ和２５ｋｉｎ／ｈ的初速度下进行连挂碰撞仿真，得到连挂碰撞过程中的车体速度和加速度、车钩缓冲器和压溃管等吸能元件的吸能特性与吸能值等分析数据，并得到在１５ｋｍ／ｈ速度下碰撞，缓冲器与压溃管能满足吸能要求，２５ｋｍ／ｈ速度下碰撞，仅靠缓冲器和压淸管无法满足吸能要求，剩余冲击

5、能量需要靠专用吸能结一构来吸收的结论。最后将得到的专用吸能结构力位移曲线整合到多体动力学模型中进行碰撞初速度为２５ｋｍ／ｈ的连挂碰撞仿真，并分析各吸能结构的吸能特性，发现初步设计的专用吸能结构由于阻抗力过大无法满足吸能要求，通过适当削弱壁厚的方法优化专一步仿真计算得到了满足吸能要求的结果用吸能结构后进。本人郑重声明，：所呈交的学位论文是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，。对本文旳研究做出贡献的个人和集体均已在文中作了明确说明。本人完

6、全一了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名■＜曰期：西南交通大学硕士学位论文第Ｉ页摘要随着轨道交通的迅速发展，轨道车辆的安全性日益成为人们关注的焦点。国内外频烦发生的列车碰撞事故总是对人员和财物造成严重的损失，这给予了人们悲惨的教训。对列车碰撞的研究已经成为当下热门的研宄课题。列车碰撞的安全防护技术主要分为两种：主动安全防护与被动安全防护。主动安全防护指的是采取措施来降低列车发生碰撞的概率；被动安全防护是指在列车己经发生碰撞时，釆取措施来减少碰撞带来的人员和财物损失。本文

7、基于针对被动安全防护对地铁列车连挂碰撞进行研宄。地铁列车被动安全防护的主要措施是设计耐撞性车体结构并在其合适的位置设置各种吸能结构，通过吸能结构。变形吸收碰揸产生的能量，从而减少人员和财产的损失本文主要通过计算机仿真对地铁车辆各吸能结构进行仿真模拟，得到其各碰撞工况下的吸能结果并分析其是否满足吸能要求。研宄列车碰撞的计算机仿真方法主要有显示有限元和动力学两种。显示有限元方法能得到碰撞时的应力和变形等详细参数，但是其计算量巨大，不适宜用作整列车的碰撞研究。相比之下，动力学方法计算速度快，计算效率高，对于整列车的碰撞研宄十分有

8、效。本文综合了两种方法的各自优点，将其联合起来对地铁列车连挂碰撞进行仿真计算。本文将列车碰撞过程分为