轨道交通车辆金属蜂窝式防爬吸能器的设计

姜士鸿

（长春轨道客车股份有限公司，长春 132000）

0 引 言

金属蜂窝材料是一种多胞蜂窝巢穴的材料，具有密度小、刚度低、抗冲击能力强且压缩变形可控等优点，是理想的缓冲吸能材料，金属蜂窝材料在高速列车领域扮演着极为重要的角色，能有效吸收高速列车在发生碰撞产生的巨大冲击能量，它是保证乘员或其他有效载荷免受重大伤害的终极安全卫士，是高速车被动安全防护技术的重要组成部分。近年来，由于国内高强度金属蜂窝材料制造比较困难，基于高强度金属蜂窝材料的吸能材料的研究及其应用已成一项重要的高新技术产业。

金属蜂窝吸能结构在冲击载荷作用下，发生渐进的屈曲变形，将冲击能转换为金属蜂窝的塑性变形能，从而达到缓冲吸能目的，是理想的吸能器，在各种防撞结构中有广泛应用。

DELLNER 公司设计的D-BOX 系统代表了世界列车吸能器的先进水平。整个列车吸能器由多个部分组成，第一部分为一级吸能器，位于列车最前端，其中二级吸能器为金属蜂窝材料，金属蜂窝材料通过塑性变形吸收能量，其吸能效率较高［2］，DELLNER 公司设计的D-BOX列车吸能器的一、二级吸能器结构如图1 所示。

1 结构原理

图1 D-BOX 列车吸能器简图

金属蜂窝吸能结构是安装于列车车头或列车间，用以在列车发生意外碰撞情况下对列车及乘客进行被动安全保护的一种重要部件，典型吸能器的结构原理如图2所示，主要包括吸能器、容纳吸能器的辅助件等，由于高速列车的特殊需求，通常要求在较小的空间内实现碰撞能量吸收的最大化，同时还要保证吸能的稳定性，而吸能器通常密度很小、吸能稳定性好，因此以其特有的吸能特性被成功应用于高速列车的被动安全防护。……