地铁车辆底架薄壁梁吸能结构耐撞性试验与仿真研究

刘莉，高宁，许喆，高峰，张相宁，李佳霖，冯推银，于尧，高广军

(1.中车唐山机车车辆有限公司 技术研究中心，河北 唐山063035；2.中南大学 交通运输工程学院 轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙410075)

碰撞事故是汽车、船舶、火车等运输工具都需要共同预防的事故类型，各类运输工具的碰撞安全性课题一直以来都是社会关注的焦点，也一直是学者的研究热点[1]。尽管现代轨道车辆安全保障技术已经有了很大提升，但碰撞事故仍然无法完全避免，近年来，轨道车辆碰撞事故在世界各国时有发生[2]。根据历年来世界铁路事故统计数据，造成重大人员伤亡的事故中，由于列车碰撞所造成的事故所占比例高达56%。城轨列车碰撞被动安全防护技术中重要部分是设计一款适应车体结构的吸能结构，在发生碰撞事故时，吸能结构会通过塑性变形吸收碰撞所产生的能量[3]。研发和改良列车吸能结构，对提高轨道车辆碰撞安全性有着重要的作用。轨道车辆吸能结构可以大致分为2种类型，一种为底架薄壁梁吸能结构，在未发生碰撞事故时，该类结构能够作为底架承载结构承担车体重量，传递纵向力；发生碰撞事故时，能够有效耗散由于碰撞产生的能量[4]。第2种类型为附加式吸能结构，该类结构安置在车体端部，发生碰撞时，该种吸能结构通过有序压溃变形来吸收碰撞能量[5]。金属薄壁结构广泛应用于吸能结构中，该类结构有多种类型，如圆管、方管、多边形管、填充蜂窝铝或泡沫铝的薄壁结构，对应的吸能模式也各不相同，如压溃、膨胀、缩颈、翻转、撕裂以及各种组合式等[6−8]。……