高速列车碰撞条件下的乘客安全性分析

发布时间：2017-11-26 18:09

  本文关键词：高速列车碰撞条件下的乘客安全性分析

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【摘要】：随着列车运行速度的不断提高,高速列车运行时携带的能量也大幅提高,以一列总重400t的列车为例,当列车以160km/h的速度运行时,其动能为395.1MJ；当列车以300km/h的速度运行时,其动能高达1388.9MJ。因此,高速列车若发生碰撞事故,其后果将十分严重,在提高旅客列车舒适度及可靠性等性能的同时,高速列车的设计需要考虑列车的被动安全防护。一方面,应该在车体结构设计中体现耐撞性设计思想；另一方面,如何在碰撞发生时尽可能地保护乘员的生命财产安全以及在新车设计阶段对乘员安全性做出评估,也是列车被动安全技术研究中的重要课题。本文依据国内外轨道机车车辆被动安全性领域的研究现状,着重就其中车辆的“耐撞性”设计以及仿真设计中的重点技术进行了探讨,并进一步分析了高速列车中乘客安全的防护。首先,建立了详细的列车碰撞有限元模型,基于EN15227二种典型工况,对列车的被动安全性进行分析和评价,证明了列车的大部分动能被前三节车消耗,且在碰撞过程中速度与加速度都产生比较明显的变化,头车前端底架地板结构拱起,产生了明显的塑形变形,司机的生存空间受到了威胁,中间车在车钩破坏以后均发生了碰撞接触,产生了轻微塑形变形,但客室结构未发生变形,乘客的生存空间未受到威胁。其次,通过对数值模拟结果的分析,以及与标准的对比,主、被动各车辆在各自乘客生存空间纵向总长度内的变化量均未超过50mm乘客的生存空间可以得到保障。然后,基于“一次碰撞响应在确定的车型和工况下是一定的,可被重复利用”的重要思想,以数值模拟得到的车辆一次碰撞响应(如加速度)为输入,单独对乘员的二次碰撞进行研究,得到列车碰撞过程中,各个位置的乘客均不同程度的产生损伤,顺着列车行驶方向乘坐的乘客在碰撞过程中处于不利的位置,而背对列车行驶方向乘坐的乘客则处于有利位置,在碰撞事故中受伤程度略低的结论。最后,研究了座椅间距设计对乘客二次碰撞的影响,证明过大或过小的桌椅间距均不利于乘客的二次碰撞保护,需要根据具体情况详细研究；另外,在座椅上加装安全带可以保护人体的其它各部位免受伤害,说明在高速列车碰撞过程中,安全带对乘客的二次碰撞具有保护作用。论文的研究成果对高速列车车辆被动安全性设计以及乘客二次碰撞保护研究,具有积极的推动作用。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298;U270.2

【参考文献】

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1 张振淼,逄增祯;轨道车辆碰撞能量吸收装置原理及结构设计(待续)[J];国外铁道车辆;2001年03期

2 张振淼,逄增祯;轨道车辆碰撞能量吸收装置原理及结构设计(续完)[J];国外铁道车辆;2001年04期

3 单其雨;肖守讷;阳光武;;新型吸能装置的耐撞性分析[J];机车电传动;2010年02期

4 刘艳文;肖守讷;张志新;阳光武;;轨道车辆新型组合结构吸能装置耐碰撞性分析[J];计算机辅助工程;2012年05期

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本文编号：1230667