列车耐碰撞系统有限元和多体动力学联合仿真
2011-12-03王文斌赵洪伦
同济大学学报(自然科学版) 2011年10期
王文斌,康 康,赵洪伦
(1.同济大学 铁道与城市轨道交通研究院,上海201804;2.柏林工业大学 海洋与陆地交通学院轨道车辆系,柏林10587)
目前我国城市化进程正在加速进行,而城市轨道交通因其容量大、速度快和准点等优势,被很多大中城市列为优先发展的公共交通运输方式,并得到了快速发展.与此同时,车辆运行安全尤其对乘员生命安全造成严重威胁的碰撞事故安全也受到社会的高度关注.近年来,欧美国家的车辆被动安全设计技术逐渐成熟,并进入工程化应用阶段,根据被动安全设计思想和一些研究项目的经验积累,制定了相应的碰撞法规.与此同时,开展了乘员的二次碰撞问题研究,以进一步将碰撞事故对乘员造成的伤害最小化[1-5].国内目前的研究主要集中在单节车辆结构吸能分析上,对列车耐撞击安全较少从列车系统的角度进行研究[6-10].Karina M.Jacobsen[11]的研究表明,列车各车辆之间缓冲区的吸能设计对列车碰撞性能有很大的影响.近年来的一些事故也表明,虽然能量吸收主要由碰撞接触分界面来完成,但是碰撞过程其实是由整个列车参与的.因此有必要对整列车而不仅仅对单节车辆进行耐碰撞分析.
车辆耐碰撞分析一般都通过非线性有限元完成,虽然可以获得碰撞部位的结构变形和应力以判别是否满足设计要求,但是由于参与碰撞的元件在碰撞中呈现材料与几何的强非线性和接触计算搜索等因素,与静强度分析……
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