基于数值仿真的膨胀式压溃管阻抗性能研究

刘晓兵，周卫兵，戴如勇，潘勤涛，蒋宇锋

(1.中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏 常州 213000；2.常州中车铁马科技实业有限公司，江苏 常州 213000)

0 引 言

轨道交通中应用的吸能装置可在碰撞瞬间吸收能量、缓和冲击，是列车被动防护所采用的主要部件[1].列车车辆的钩缓装置是保证车辆编组和车辆连挂的重要部件，它是一种非线性吸能装置[2]，其能量配置是保证列车正常运行的重要参数.轨道交通车辆专用吸能装置主要通过金属材料塑性变形、压溃过程及综合过程等三种方式吸能[3-4].膨胀式压溃管作为典型的材料塑性变形的缓冲吸能保护装置而被广泛应用于轨道交通，其吸能变形过程是一个非常复杂的大变形过程，且该变形过程是不可逆的破坏过程，需要研究各项参数对压溃管阻抗性能的影响，但采用实物研究代价较高，因此，有限元仿真成为该研究的关键支撑技术.对于膨胀式压溃管的性能研究主要集中在数值仿真研究方面[5-10]，而对于实物试制和试验的研究鲜有报道.国内研究主要集中在碰撞时整体车辆的吸能分析，而对车钩缓冲装置的吸能分析较少[11-15].本文对压溃管进行建模，并对撞击与静压吸能阻抗力开展数值仿真和试验的对比研究，证明仿真方法的有效性及仿真与试验的差异点，还详细分析了压溃管产品的结构参数对其阻抗力的影响.

1 模型的建立

有限元仿真技术算法主要有三种：拉格朗日算法、欧……