基於主動導控散能的軌道車輛被動安全結構研究

《基於主動導控散能的軌道車輛被動安全結構研究》是依託北京交通大學，由張樂樂擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於主動導控散能的軌道車輛被動安全結構研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張樂樂
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

軌道車輛被動安全防護設計理念與技術套用對於主動控制條件下無法完全避免的碰撞事故中減少人員傷亡、提高高速列車安全保障具有理論和工程實際意義。本項目以碰撞條件下，帶有引導、控制能量流動和釋放、實現約束條件下的被動安全保護目的的結構設計與套用問題為研究對象，以提高結構多功能設計與最佳化方法為目標。分析研究基本結構單元設計因素與碰撞過程能量分布的關係，闡述和表達引入變形誘導機制條件下結構與能量散失的關係、描述能量分布規律；提出多介質、多級主動導控散能的被動安全結構模式及原型結構的最佳化，並開展必要的衝擊試驗。深入研究車輛整體被動安全結構的碰撞機理與安全防護性能，實現相應既有結構、新型結構的最佳化設計，為提高軌道車輛的事故倖存性及被動安全裝備水平提供必要的理論支撐和有效的工程方法。

結題摘要

軌道車輛被動安全防護設計理念與技術套用對於主動控制條件下無法完全避免的碰撞事故中減少人員傷亡、提高軌道車輛安全保障具有理論和工程實際意義。以帶有引導、控制能量流動和釋放、實現約束條件下的被動安全保護目的的結構設計與套用問題為研究對象，以提高結構多功能設計與最佳化方法為目標。分析研究基本結構單元設計因素與碰撞過程能量分布的關係，闡述和表達引入變形誘導機制條件下結構與能量散失的關係、描述能量分布規律。針對基本結構單元碰撞特性與能量分布的基礎仿真與分析、被動安全結構的仿真技術實現與分析、基於主動導控散能的被動安全結構最佳化設計、以軌道車輛結構被動安全為背景的工程套用4個要點開展研究工作。在“軌道車輛車體結構耐撞性評估方法”方面根據已有研究和相關規範建立了基於物理參數、假人回響（損傷）相結合的車體耐撞性評估條件；在“碰撞仿真技術與套用”方面，建立了以焊點單元軸向、剪下力與焊點熔核尺寸定義應力為基礎的六面體單元可變焊點-失效模型、材料碰撞失效模型，套用於捷運車輛的碰撞過程仿真與分析；在“軌道車輛車體結構被動安全研究”方面以碰撞仿真分析為基礎，針對北京捷運某型車體耐撞性完成了綜合評估，提出改進車體薄弱部件提高整體承載的能力，並針對車前結構的結構形式、變形特性等進行最佳化以提高結構耐撞性。研究成果套用於工程實際設計，得到設計單位的充分肯定和認可。