动车组头车车体碰撞安全仿真研究
发布时间：2021-02-07 08:38
近年来世界轨道交通事业蓬勃发展,但同时也展现出了越来越多的问题,其中安全问题尤为突出,铁道车辆碰撞事故造成了重大的人员伤亡和财产损失,引发了社会各界的高度关注,如何在列车发生碰撞事故时,最大程度的保护乘员的安全和车辆结构的完整,已成为现代轨道车辆设计研究的关键课题之一,针对以上问题,本文的主要研究内容如下。动车组车体为大型中空结构,依据能量等效的原则,得到动车组头车车体的等效模型,采用LS-DYNA软件仿真分析动车组头车车体模型A与刚性墙碰撞、简化模型B与刚性墙碰撞以及相同头车对碰的碰撞过程,观察碰撞的传递过程以及碰撞过程中车体的吸能、变形、加速度等变化情况,结果表明,碰撞结果满足EN 15227标准的规定,两种车体模型的碰撞结果相差不大,可采用简化模型B进行碰撞仿真研究。同时对比分析了有无吸能结构对车体碰撞参数的影响,结果表明,吸能结构能够提高车体的碰撞性能。提出在传统薄壁方管中加入十字形隔板的新型吸能结构,以比吸能、碰撞力峰值以及压缩力效率为评价指标,采用多属性权重的方法对带有隔板的薄壁方管的综合吸能性能进行评估。结果表明,随着隔板数的增加,在一定范围内薄壁方管的综合吸能性能不断提...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
2 动车组头车车体碰撞仿真
2.1 碰撞仿真理论与评价指标
2.1.1 碰撞仿真理论
2.1.2 评价指标
2.2 车体等效模型
2.2.1 等效模型的建立
2.2.2 碰撞仿真结果
2.3 模型A与刚性墙碰撞仿真
2.3.1 碰撞有限元模型
2.3.2 车体变形结果
2.3.3 车体加速度分析
2.4 简化模型B与刚性墙碰撞仿真
2.4.1 碰撞有限元模型
2.4.2 车体变形结果
2.4.3 车体加速度分析
2.5 头车车体对撞仿真
2.5.1 碰撞有限元模型
2.5.2 车体变形结果
2.5.3 车体加速度分析
2.6 吸能结构对碰撞影响
2.6.1 碰撞有限元模型
2.6.2 车体变形结果
2.6.3 车体加速度分析
本章小结
3 薄壁吸能结构碰撞仿真
3.1 结构形状参数
3.1.1 截面形状
3.1.2 壁厚
3.2 带隔板吸能结构
3.2.1 有限元模型
3.2.2 有限元模型验证
3.2.3 吸能结构仿真结果
3.3 吸能性能多属性权重综合评判
3.3.1 多属性决策模型
3.3.2 吸能结构多因素性能评估
本章小结
4 基于梯度强度的吸能结构优化
4.1 材料参数对吸能性能的影响
4.1.1 铝合金材料本构模型影响
4.1.2 不锈钢材料硬化系数影响
4.2 梯度强度薄壁方管碰撞性能
4.2.1 变强度管力学性能
4.2.2 梯度强度仿真结果
4.3 吸能结构优化
4.3.1 优化理论
4.3.2 比吸能SEA优化
4.3.3 REAF优化
本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于前景理论的三角犹豫模糊多属性决策方法[J]. 王娟,金智新,邓存宝,方博. 运筹与管理. 2019(07)
[2]带隔板单锥薄壁方管结构吸能特性研究和多目标优化[J]. 许平,陈凯,邢杰,屈秋云,姚曙光. 铁道科学与工程学报. 2019(01)
[3]薄壁管状吸能结构的吸能性能及变形模式的理论研究进展[J]. 杨帆,王鹏,范华林,仲政. 力学季刊. 2018(04)
[4]不同诱导结构对折叠式压溃管动态吸能影响[J]. 梁玉,姚松,许平,周志鹏. 铁道科学与工程学报. 2018(08)
[5]梯度强度汽车薄壁结构抗撞性优化[J]. 赵曦,陈帅,盈亮,侯文彬,胡平. 汽车工程. 2018(05)
[6]汽车吸能盒诱导槽结构多目标优化设计[J]. 刘中华,李雪松,曲天雷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[7]模型参数对轨道列车吸能结构特性的影响[J]. 卢毓江. 大连交通大学学报. 2017(04)
[8]机车车辆被动安全性研究综述[J]. 朱涛,肖守讷,杨超,阳光武,杨冰,王明猛. 铁道学报. 2017(05)
[9]基于侧碰的梯度性能热成形B柱抗撞性能优化[J]. 盈亮,张富博,戴明华,胡平. 机械工程学报. 2017(12)
[10]高速列车多边形多胞吸能管耐撞性分析与优化[J]. 邹翔,高广军,董海鹏,李健,谭善志,陈榕森. 铁道科学与工程学报. 2016(07)
博士论文
[1]铁道车辆结构耐撞性影响因素及优化研究[D]. 谢素超.中南大学 2012
[2]轨道车辆耐碰撞结构及乘员安全防护技术研究[D]. 王文斌.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于列车碰撞动力学的纵向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成标.西南交通大学 2018
[2]动车组头车车体静动态特性及碰撞仿真研究[D]. 杨孟珂.兰州交通大学 2018
[3]基于刚柔耦合模型的城轨车辆连挂碰撞研究[D]. 陈中毅.西南交通大学 2017
[4]动力集中型动车组耐碰撞性能研究[D]. 余明阳.西南交通大学 2017
[5]基于侧碰的车身梯度性能零部件防撞性能优化[D]. 张富博.大连理工大学 2016
[6]地铁列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 卢毓江.西南交通大学 2015
[7]轴向梯度强度设计提高薄壁低碳钢管抗撞性研究[D]. 马旭东.哈尔滨工业大学 2014
[8]轨道客车车体碰撞吸能研究[D]. 李本怀.吉林大学 2014
[9]铝合金车体结构强度分析与碰撞仿真研究[D]. 李佳.兰州交通大学 2014
[10]铝合金车体碰撞仿真及车体前端结构抗撞性优化设计[D]. 刘婷婷.大连交通大学 2012
本文编号：3021975
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 论文的研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
2 动车组头车车体碰撞仿真
2.1 碰撞仿真理论与评价指标
2.1.1 碰撞仿真理论
2.1.2 评价指标
2.2 车体等效模型
2.2.1 等效模型的建立
2.2.2 碰撞仿真结果
2.3 模型A与刚性墙碰撞仿真
2.3.1 碰撞有限元模型
2.3.2 车体变形结果
2.3.3 车体加速度分析
2.4 简化模型B与刚性墙碰撞仿真
2.4.1 碰撞有限元模型
2.4.2 车体变形结果
2.4.3 车体加速度分析
2.5 头车车体对撞仿真
2.5.1 碰撞有限元模型
2.5.2 车体变形结果
2.5.3 车体加速度分析
2.6 吸能结构对碰撞影响
2.6.1 碰撞有限元模型
2.6.2 车体变形结果
2.6.3 车体加速度分析
本章小结
3 薄壁吸能结构碰撞仿真
3.1 结构形状参数
3.1.1 截面形状
3.1.2 壁厚
3.2 带隔板吸能结构
3.2.1 有限元模型
3.2.2 有限元模型验证
3.2.3 吸能结构仿真结果
3.3 吸能性能多属性权重综合评判
3.3.1 多属性决策模型
3.3.2 吸能结构多因素性能评估
本章小结
4 基于梯度强度的吸能结构优化
4.1 材料参数对吸能性能的影响
4.1.1 铝合金材料本构模型影响
4.1.2 不锈钢材料硬化系数影响
4.2 梯度强度薄壁方管碰撞性能
4.2.1 变强度管力学性能
4.2.2 梯度强度仿真结果
4.3 吸能结构优化
4.3.1 优化理论
4.3.2 比吸能SEA优化
4.3.3 REAF优化
本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于前景理论的三角犹豫模糊多属性决策方法[J]. 王娟,金智新,邓存宝,方博. 运筹与管理. 2019(07)
[2]带隔板单锥薄壁方管结构吸能特性研究和多目标优化[J]. 许平,陈凯,邢杰,屈秋云,姚曙光. 铁道科学与工程学报. 2019(01)
[3]薄壁管状吸能结构的吸能性能及变形模式的理论研究进展[J]. 杨帆,王鹏,范华林,仲政. 力学季刊. 2018(04)
[4]不同诱导结构对折叠式压溃管动态吸能影响[J]. 梁玉,姚松,许平,周志鹏. 铁道科学与工程学报. 2018(08)
[5]梯度强度汽车薄壁结构抗撞性优化[J]. 赵曦,陈帅,盈亮,侯文彬,胡平. 汽车工程. 2018(05)
[6]汽车吸能盒诱导槽结构多目标优化设计[J]. 刘中华,李雪松,曲天雷. 重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[7]模型参数对轨道列车吸能结构特性的影响[J]. 卢毓江. 大连交通大学学报. 2017(04)
[8]机车车辆被动安全性研究综述[J]. 朱涛,肖守讷,杨超,阳光武,杨冰,王明猛. 铁道学报. 2017(05)
[9]基于侧碰的梯度性能热成形B柱抗撞性能优化[J]. 盈亮,张富博,戴明华,胡平. 机械工程学报. 2017(12)
[10]高速列车多边形多胞吸能管耐撞性分析与优化[J]. 邹翔,高广军,董海鹏,李健,谭善志,陈榕森. 铁道科学与工程学报. 2016(07)
博士论文
[1]铁道车辆结构耐撞性影响因素及优化研究[D]. 谢素超.中南大学 2012
[2]轨道车辆耐碰撞结构及乘员安全防护技术研究[D]. 王文斌.同济大学 2006
硕士论文
[1]基于列车碰撞动力学的纵向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成标.西南交通大学 2018
[2]动车组头车车体静动态特性及碰撞仿真研究[D]. 杨孟珂.兰州交通大学 2018
[3]基于刚柔耦合模型的城轨车辆连挂碰撞研究[D]. 陈中毅.西南交通大学 2017
[4]动力集中型动车组耐碰撞性能研究[D]. 余明阳.西南交通大学 2017
[5]基于侧碰的车身梯度性能零部件防撞性能优化[D]. 张富博.大连理工大学 2016
[6]地铁列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 卢毓江.西南交通大学 2015
[7]轴向梯度强度设计提高薄壁低碳钢管抗撞性研究[D]. 马旭东.哈尔滨工业大学 2014
[8]轨道客车车体碰撞吸能研究[D]. 李本怀.吉林大学 2014
[9]铝合金车体结构强度分析与碰撞仿真研究[D]. 李佳.兰州交通大学 2014
[10]铝合金车体碰撞仿真及车体前端结构抗撞性优化设计[D]. 刘婷婷.大连交通大学 2012
本文编号：3021975
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3021975.html
