雷 成，肖守讷，罗世辉

（1 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川成都610031；2 郑州铁路职业技术学院 车辆工程学院，河南郑州450052）

虽然高速铁路是陆路交通中最安全的方式，但在实际的运营中，各种形式的人为错误和运行环境的突然变化却是不可避免的。由于高速列车乘客众多，速度较快，一旦发生意外事故，往往会带来严重的后果。而仅从主动安全防护方面不可能完全避免事故的发生。

因此，如何提高高速列车在碰撞事故中的被动安全性就成为一个不可忽视的重要问题。这样就需要设计专用吸能装置来吸收发生碰撞时列车的动能。因此吸能装置的设计是高速列车车体设计的关键环节。良好的吸能装置要求碰撞动能应尽可能不可逆地转换为变形能［1］。

本文提出一种新的碰撞能量耗散原理，即采用薄壁结构轴向切削吸能和轴向压缩吸能的组合作为新型吸能装置的吸能原理，从而吸收列车的动能，降低列车的减速度。由于薄壁金属构件被轴向切削时，吸能特性与刀具的前角、切屑的厚度及宽度等因素密切相关。因此本文将从这几个方面进行讨论，找出薄壁结构被轴向切削时的吸能规律。最后对本文提出的新的吸能原理与单一轴向压缩吸能的吸能原理的效果进行比较。

1 动态仿真显式有限元

薄壁结构切削过程是一个复杂的塑性变形过程，而且通常情况下是在高温、高速下产生的。当前对金属切削过程的研究工作已经深入到塑性力学、有限元法、位错理论以及断裂力学等范畴［2］。……