轨道车辆高速碰撞试验台车的开发与研究
发布时间：2021-12-22 17:26
轨道车辆在经济发展中发挥了重要作用,运行速度的提高缩短了空间距离,也引发了人们对车辆运行安全性的考虑。一方面,我国加大了对轨道车辆主动安全性的投入,另一方面,轨道车辆的被动安全性研究也逐渐提上日程。在轨道车辆的车端位置一般都安装有防爬器、车钩缓冲器等多种吸能元件,这些吸能元件可以通过自身的小变形来吸收车辆在启动、制动、加速和减速等过程中的部分能量,也可以在轨道车辆发生碰撞时,通过自身结构的破坏来吸收车体间的碰撞能量,从而减少车体结构的变形。研究车端吸能元件工作性能最直接最有效的方法是开展碰撞试验,而我国轨道车辆的型号众多,不同型号的车辆所搭载的吸能元件的种类、数量和位置等也有较大差异。因此,为了研究吸能元件的工作性能,同时降低试验成本,需要开发一种通用性好的高速碰撞试验台车。针对高速碰撞试验台车的垂直质心高度需要调节的问题,基于SolidWorks设计两种方案,对比两种方案优缺点后完成方案的选择。采用二分法对配重砝码的质量进行设计,通过组合使用不同规格的配重砝码,可以实现整车质量的误差控制在0.1%以内。将配重砝码进行有效的固定,减少因质量误差和配重砝码的晃动对整车碰撞能量的影响。并采...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国碰撞试验车辆
普通货运列车试验、按照碰撞能量管理（CEM）新设计的客运列车撞击货运列车试验[1]。一节车辆和两节车辆的碰撞速度分别为56km/h和42km/h，两辆车辆在进行碰撞试验时，客车作为主动车，由机车加速到48km/h后撞击机车或者货运列车。由于美国人非常重视轨道车辆的被动安全性，所以拟进口到美国的轨道车辆，都需要通过美国国家运输技术中心（TTCI）的碰撞试验指标。美国在科罗拉多州修建了一条冲击试验线路，一个刚性墙建设在轨道的终点位置，在刚性墙的前端安装了一块十字形钢板，钢板主要用于增大刚性墙自身的刚度[12]，如图1.2所示，该冲击试验线路主要用于客车、货车和罐装车等轨道车辆的碰撞试验。图1.1英国碰撞试验车辆图1.2科罗拉多州冲击试验线德国针对耐撞击车体结构进行了深入的研究，并进行了吸能结构的试验。其中，汉诺威大学与西门子公司曾在轨道车辆结构的耐撞性方面展开了合作[13]，已经成功的研发了多种轨道车辆的被动安全性技术解决方案，并对碰撞能量吸收区与车体结构分别制造后集成，并探讨了多种模块化设计的方案。目前德国已在城市轻轨车辆、ICE第三代列车上进行了车辆的耐碰撞试验[14]，他们所提出的车端吸能模型如图1.3所示，所使用的碰撞试验车辆结构如图1.4所示。
吉林大学硕士学位论文4图1.3车端吸能模型图1.4德国碰撞试验车辆法国铁路研究机构采用Pam-crash等软件对车辆碰撞进行模拟，参考车辆耐碰撞性结构设计理念，将非动力车两端结构设计为弱强度的可大变形的吸能区，并采用高性能计算机对某TGV列车车辆结构进行了耐撞性优化[15]。法国阿尔斯通拥有丰富的超高速列车耐碰撞结构设计和碰撞试验方面的经验，2003年11月，法国阿尔斯通在波兰的日米格鲁德试验中心采用了如图1.5所示的碰撞试验台车进行了实车碰撞试验[16]。图1.5法国阿尔斯通碰撞试验台车1.2.2碰撞试验台车的国内研究现状国内在轨道车辆被动安全性方面的研究起步比较晚，直到在本世纪初，一些学校和科研院所才开始轨道车辆耐撞性研究。但是由于财力、人力等方面的制约，相关试验研究体系并不完善[17]。由于我国以前铁路的运行里程比较少，车辆行驶速度较低，在轨道上运行的两列车之间的距离比较大，再加上我国在基础技术等方面的研究相对较少，所以在较长的时间内，在轨道车辆的被动安全性研究方面几乎处于空白的状态。在国家层面上，也没有相关的法规和标准指导轨道车辆在被动安全性方面的研究。而在国内发生了几起轨道车辆的碰撞事故后，主要是采取了降低车辆的运行速度、增大发车时间间隔以及加强指挥调度等措施来保障车辆的行车安全，但是并没有投入太多的资金和人员从事轨道车辆被动安全性方面的研究。近年来有一些机构对轨道车辆被动安全性进行了研究，但由于碰撞试验成本较高，所以开展
【参考文献】：
期刊论文
[1]电液伺服系统多液压缸的同步控制分析[J]. 张晓菊,张春友. 内燃机与配件. 2018(18)
[2]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)
[3]城轨车辆的耐撞击性能研究[J]. 王卉子,罗超,王志俊,冯亮,高峰. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[4]蓄能器对凿岩机回油压力波动影响的试验研究[J]. 高清东,甘海仁,滑坤,彭建平,李池佳. 凿岩机械气动工具. 2014(03)
[5]铁道车辆车体撞击试验台建设必要性分析及建议[J]. 王万静,梁建英,崔洪举,陈一萍. 国外铁道车辆. 2013(06)
[6]舰船隔振装置技术及其进展[J]. 何琳,徐伟. 声学学报. 2013(02)
[7]基于涡轮蜗杆效率的研究及控制系统仿真[J]. 周全,白国振,熊友,顾凯凯. 计算机系统应用. 2012(07)
[8]基于显式有限元的高速列车吸能装置吸能原理研究[J]. 雷成,肖守讷,罗世辉. 铁道机车车辆. 2012(02)
[9]感应式非接触角度传感器电磁耦合系统设计[J]. 李凌,杨明,叶林. 传感器与微系统. 2011(10)
[10]厢式货车双层隔振仿真研究[J]. 张秀芹,杨波,杨海琴,杨超. 汽车工程学报. 2011(02)
硕士论文
[1]商用车气制动系统动态特性仿真分析及优化设计[D]. 郭冬妮.吉林大学 2019
[2]轨道车辆零部件碰撞台车的开发与研究[D]. 吕福权.吉林大学 2019
[3]高速动车五自由度激励接地装置试验台的开发与研究[D]. 陈雷.吉林大学 2018
[4]基于振动激励的高速列车齿轮箱可靠性试验系统研究[D]. 张雪平.吉林大学 2018
[5]基于位移控制的多层压机加压系统结构设计与性能研究[D]. 丁强.东北林业大学 2018
[6]关于CRH5型动车组制动防滑系统的可靠性研究[D]. 李强.中国铁道科学研究院 2017
[7]高速转向架参数测定试验台电液伺服系统控制方法研究[D]. 郭艳秀.吉林大学 2017
[8]环形钢丝绳减振器及其组合隔震支座研究[D]. 常怀宽.华中科技大学 2017
[9]参数台主横梁自动升降与定位锁紧系统的设计与研究[D]. 陈秋雨.吉林大学 2016
[10]客车电子制动系统制动力分配控制算法[D]. 李伟.吉林大学 2014
本文编号：3546786
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英国碰撞试验车辆
普通货运列车试验、按照碰撞能量管理（CEM）新设计的客运列车撞击货运列车试验[1]。一节车辆和两节车辆的碰撞速度分别为56km/h和42km/h，两辆车辆在进行碰撞试验时，客车作为主动车，由机车加速到48km/h后撞击机车或者货运列车。由于美国人非常重视轨道车辆的被动安全性，所以拟进口到美国的轨道车辆，都需要通过美国国家运输技术中心（TTCI）的碰撞试验指标。美国在科罗拉多州修建了一条冲击试验线路，一个刚性墙建设在轨道的终点位置，在刚性墙的前端安装了一块十字形钢板，钢板主要用于增大刚性墙自身的刚度[12]，如图1.2所示，该冲击试验线路主要用于客车、货车和罐装车等轨道车辆的碰撞试验。图1.1英国碰撞试验车辆图1.2科罗拉多州冲击试验线德国针对耐撞击车体结构进行了深入的研究，并进行了吸能结构的试验。其中，汉诺威大学与西门子公司曾在轨道车辆结构的耐撞性方面展开了合作[13]，已经成功的研发了多种轨道车辆的被动安全性技术解决方案，并对碰撞能量吸收区与车体结构分别制造后集成，并探讨了多种模块化设计的方案。目前德国已在城市轻轨车辆、ICE第三代列车上进行了车辆的耐碰撞试验[14]，他们所提出的车端吸能模型如图1.3所示，所使用的碰撞试验车辆结构如图1.4所示。
吉林大学硕士学位论文4图1.3车端吸能模型图1.4德国碰撞试验车辆法国铁路研究机构采用Pam-crash等软件对车辆碰撞进行模拟，参考车辆耐碰撞性结构设计理念，将非动力车两端结构设计为弱强度的可大变形的吸能区，并采用高性能计算机对某TGV列车车辆结构进行了耐撞性优化[15]。法国阿尔斯通拥有丰富的超高速列车耐碰撞结构设计和碰撞试验方面的经验，2003年11月，法国阿尔斯通在波兰的日米格鲁德试验中心采用了如图1.5所示的碰撞试验台车进行了实车碰撞试验[16]。图1.5法国阿尔斯通碰撞试验台车1.2.2碰撞试验台车的国内研究现状国内在轨道车辆被动安全性方面的研究起步比较晚，直到在本世纪初，一些学校和科研院所才开始轨道车辆耐撞性研究。但是由于财力、人力等方面的制约，相关试验研究体系并不完善[17]。由于我国以前铁路的运行里程比较少，车辆行驶速度较低，在轨道上运行的两列车之间的距离比较大，再加上我国在基础技术等方面的研究相对较少，所以在较长的时间内，在轨道车辆的被动安全性研究方面几乎处于空白的状态。在国家层面上，也没有相关的法规和标准指导轨道车辆在被动安全性方面的研究。而在国内发生了几起轨道车辆的碰撞事故后，主要是采取了降低车辆的运行速度、增大发车时间间隔以及加强指挥调度等措施来保障车辆的行车安全，但是并没有投入太多的资金和人员从事轨道车辆被动安全性方面的研究。近年来有一些机构对轨道车辆被动安全性进行了研究，但由于碰撞试验成本较高，所以开展
【参考文献】：
期刊论文
[1]电液伺服系统多液压缸的同步控制分析[J]. 张晓菊,张春友. 内燃机与配件. 2018(18)
[2]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)
[3]城轨车辆的耐撞击性能研究[J]. 王卉子,罗超,王志俊,冯亮,高峰. 铁道机车车辆. 2015(S1)
[4]蓄能器对凿岩机回油压力波动影响的试验研究[J]. 高清东,甘海仁,滑坤,彭建平,李池佳. 凿岩机械气动工具. 2014(03)
[5]铁道车辆车体撞击试验台建设必要性分析及建议[J]. 王万静,梁建英,崔洪举,陈一萍. 国外铁道车辆. 2013(06)
[6]舰船隔振装置技术及其进展[J]. 何琳,徐伟. 声学学报. 2013(02)
[7]基于涡轮蜗杆效率的研究及控制系统仿真[J]. 周全,白国振,熊友,顾凯凯. 计算机系统应用. 2012(07)
[8]基于显式有限元的高速列车吸能装置吸能原理研究[J]. 雷成,肖守讷,罗世辉. 铁道机车车辆. 2012(02)
[9]感应式非接触角度传感器电磁耦合系统设计[J]. 李凌,杨明,叶林. 传感器与微系统. 2011(10)
[10]厢式货车双层隔振仿真研究[J]. 张秀芹,杨波,杨海琴,杨超. 汽车工程学报. 2011(02)
硕士论文
[1]商用车气制动系统动态特性仿真分析及优化设计[D]. 郭冬妮.吉林大学 2019
[2]轨道车辆零部件碰撞台车的开发与研究[D]. 吕福权.吉林大学 2019
[3]高速动车五自由度激励接地装置试验台的开发与研究[D]. 陈雷.吉林大学 2018
[4]基于振动激励的高速列车齿轮箱可靠性试验系统研究[D]. 张雪平.吉林大学 2018
[5]基于位移控制的多层压机加压系统结构设计与性能研究[D]. 丁强.东北林业大学 2018
[6]关于CRH5型动车组制动防滑系统的可靠性研究[D]. 李强.中国铁道科学研究院 2017
[7]高速转向架参数测定试验台电液伺服系统控制方法研究[D]. 郭艳秀.吉林大学 2017
[8]环形钢丝绳减振器及其组合隔震支座研究[D]. 常怀宽.华中科技大学 2017
[9]参数台主横梁自动升降与定位锁紧系统的设计与研究[D]. 陈秋雨.吉林大学 2016
[10]客车电子制动系统制动力分配控制算法[D]. 李伟.吉林大学 2014
本文编号：3546786
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