動(dòng)車組頭車車體碰撞安全仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-07 08:38
近年來世界軌道交通事業(yè)蓬勃發(fā)展,但同時(shí)也展現(xiàn)出了越來越多的問題,其中安全問題尤為突出,鐵道車輛碰撞事故造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,引發(fā)了社會(huì)各界的高度關(guān)注,如何在列車發(fā)生碰撞事故時(shí),最大程度的保護(hù)乘員的安全和車輛結(jié)構(gòu)的完整,已成為現(xiàn)代軌道車輛設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵課題之一,針對(duì)以上問題,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下。動(dòng)車組車體為大型中空結(jié)構(gòu),依據(jù)能量等效的原則,得到動(dòng)車組頭車車體的等效模型,采用LS-DYNA軟件仿真分析動(dòng)車組頭車車體模型A與剛性墻碰撞、簡(jiǎn)化模型B與剛性墻碰撞以及相同頭車對(duì)碰的碰撞過程,觀察碰撞的傳遞過程以及碰撞過程中車體的吸能、變形、加速度等變化情況,結(jié)果表明,碰撞結(jié)果滿足EN 15227標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,兩種車體模型的碰撞結(jié)果相差不大,可采用簡(jiǎn)化模型B進(jìn)行碰撞仿真研究。同時(shí)對(duì)比分析了有無吸能結(jié)構(gòu)對(duì)車體碰撞參數(shù)的影響,結(jié)果表明,吸能結(jié)構(gòu)能夠提高車體的碰撞性能。提出在傳統(tǒng)薄壁方管中加入十字形隔板的新型吸能結(jié)構(gòu),以比吸能、碰撞力峰值以及壓縮力效率為評(píng)價(jià)指標(biāo),采用多屬性權(quán)重的方法對(duì)帶有隔板的薄壁方管的綜合吸能性能進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明,隨著隔板數(shù)的增加,在一定范圍內(nèi)薄壁方管的綜合吸能性能不斷提...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 動(dòng)車組頭車車體碰撞仿真
2.1 碰撞仿真理論與評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.1.1 碰撞仿真理論
2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.2 車體等效模型
2.2.1 等效模型的建立
2.2.2 碰撞仿真結(jié)果
2.3 模型A與剛性墻碰撞仿真
2.3.1 碰撞有限元模型
2.3.2 車體變形結(jié)果
2.3.3 車體加速度分析
2.4 簡(jiǎn)化模型B與剛性墻碰撞仿真
2.4.1 碰撞有限元模型
2.4.2 車體變形結(jié)果
2.4.3 車體加速度分析
2.5 頭車車體對(duì)撞仿真
2.5.1 碰撞有限元模型
2.5.2 車體變形結(jié)果
2.5.3 車體加速度分析
2.6 吸能結(jié)構(gòu)對(duì)碰撞影響
2.6.1 碰撞有限元模型
2.6.2 車體變形結(jié)果
2.6.3 車體加速度分析
本章小結(jié)
3 薄壁吸能結(jié)構(gòu)碰撞仿真
3.1 結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)
3.1.1 截面形狀
3.1.2 壁厚
3.2 帶隔板吸能結(jié)構(gòu)
3.2.1 有限元模型
3.2.2 有限元模型驗(yàn)證
3.2.3 吸能結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果
3.3 吸能性能多屬性權(quán)重綜合評(píng)判
3.3.1 多屬性決策模型
3.3.2 吸能結(jié)構(gòu)多因素性能評(píng)估
本章小結(jié)
4 基于梯度強(qiáng)度的吸能結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 材料參數(shù)對(duì)吸能性能的影響
4.1.1 鋁合金材料本構(gòu)模型影響
4.1.2 不銹鋼材料硬化系數(shù)影響
4.2 梯度強(qiáng)度薄壁方管碰撞性能
4.2.1 變強(qiáng)度管力學(xué)性能
4.2.2 梯度強(qiáng)度仿真結(jié)果
4.3 吸能結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.3.1 優(yōu)化理論
4.3.2 比吸能SEA優(yōu)化
4.3.3 REAF優(yōu)化
本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于前景理論的三角猶豫模糊多屬性決策方法[J]. 王娟,金智新,鄧存寶,方博. 運(yùn)籌與管理. 2019(07)
[2]帶隔板單錐薄壁方管結(jié)構(gòu)吸能特性研究和多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 許平,陳凱,邢杰,屈秋云,姚曙光. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]薄壁管狀吸能結(jié)構(gòu)的吸能性能及變形模式的理論研究進(jìn)展[J]. 楊帆,王鵬,范華林,仲政. 力學(xué)季刊. 2018(04)
[4]不同誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)折疊式壓潰管動(dòng)態(tài)吸能影響[J]. 梁玉,姚松,許平,周志鵬. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]梯度強(qiáng)度汽車薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化[J]. 趙曦,陳帥,盈亮,侯文彬,胡平. 汽車工程. 2018(05)
[6]汽車吸能盒誘導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉中華,李雪松,曲天雷. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2017(10)
[7]模型參數(shù)對(duì)軌道列車吸能結(jié)構(gòu)特性的影響[J]. 盧毓江. 大連交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]機(jī)車車輛被動(dòng)安全性研究綜述[J]. 朱濤,肖守訥,楊超,陽光武,楊冰,王明猛. 鐵道學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]基于側(cè)碰的梯度性能熱成形B柱抗撞性能優(yōu)化[J]. 盈亮,張富博,戴明華,胡平. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[10]高速列車多邊形多胞吸能管耐撞性分析與優(yōu)化[J]. 鄒翔,高廣軍,董海鵬,李健,譚善志,陳榕森. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(07)
博士論文
[1]鐵道車輛結(jié)構(gòu)耐撞性影響因素及優(yōu)化研究[D]. 謝素超.中南大學(xué) 2012
[2]軌道車輛耐碰撞結(jié)構(gòu)及乘員安全防護(hù)技術(shù)研究[D]. 王文斌.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于列車碰撞動(dòng)力學(xué)的縱向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成標(biāo).西南交通大學(xué) 2018
[2]動(dòng)車組頭車車體靜動(dòng)態(tài)特性及碰撞仿真研究[D]. 楊孟珂.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]基于剛?cè)狁詈夏P偷某擒壾囕v連掛碰撞研究[D]. 陳中毅.西南交通大學(xué) 2017
[4]動(dòng)力集中型動(dòng)車組耐碰撞性能研究[D]. 余明陽.西南交通大學(xué) 2017
[5]基于側(cè)碰的車身梯度性能零部件防撞性能優(yōu)化[D]. 張富博.大連理工大學(xué) 2016
[6]地鐵列車耐撞性結(jié)構(gòu)及安全性研究[D]. 盧毓江.西南交通大學(xué) 2015
[7]軸向梯度強(qiáng)度設(shè)計(jì)提高薄壁低碳鋼管抗撞性研究[D]. 馬旭東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[8]軌道客車車體碰撞吸能研究[D]. 李本懷.吉林大學(xué) 2014
[9]鋁合金車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與碰撞仿真研究[D]. 李佳.蘭州交通大學(xué) 2014
[10]鋁合金車體碰撞仿真及車體前端結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉婷婷.大連交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3021975
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 論文的研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 動(dòng)車組頭車車體碰撞仿真
2.1 碰撞仿真理論與評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.1.1 碰撞仿真理論
2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)
2.2 車體等效模型
2.2.1 等效模型的建立
2.2.2 碰撞仿真結(jié)果
2.3 模型A與剛性墻碰撞仿真
2.3.1 碰撞有限元模型
2.3.2 車體變形結(jié)果
2.3.3 車體加速度分析
2.4 簡(jiǎn)化模型B與剛性墻碰撞仿真
2.4.1 碰撞有限元模型
2.4.2 車體變形結(jié)果
2.4.3 車體加速度分析
2.5 頭車車體對(duì)撞仿真
2.5.1 碰撞有限元模型
2.5.2 車體變形結(jié)果
2.5.3 車體加速度分析
2.6 吸能結(jié)構(gòu)對(duì)碰撞影響
2.6.1 碰撞有限元模型
2.6.2 車體變形結(jié)果
2.6.3 車體加速度分析
本章小結(jié)
3 薄壁吸能結(jié)構(gòu)碰撞仿真
3.1 結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)
3.1.1 截面形狀
3.1.2 壁厚
3.2 帶隔板吸能結(jié)構(gòu)
3.2.1 有限元模型
3.2.2 有限元模型驗(yàn)證
3.2.3 吸能結(jié)構(gòu)仿真結(jié)果
3.3 吸能性能多屬性權(quán)重綜合評(píng)判
3.3.1 多屬性決策模型
3.3.2 吸能結(jié)構(gòu)多因素性能評(píng)估
本章小結(jié)
4 基于梯度強(qiáng)度的吸能結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 材料參數(shù)對(duì)吸能性能的影響
4.1.1 鋁合金材料本構(gòu)模型影響
4.1.2 不銹鋼材料硬化系數(shù)影響
4.2 梯度強(qiáng)度薄壁方管碰撞性能
4.2.1 變強(qiáng)度管力學(xué)性能
4.2.2 梯度強(qiáng)度仿真結(jié)果
4.3 吸能結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.3.1 優(yōu)化理論
4.3.2 比吸能SEA優(yōu)化
4.3.3 REAF優(yōu)化
本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于前景理論的三角猶豫模糊多屬性決策方法[J]. 王娟,金智新,鄧存寶,方博. 運(yùn)籌與管理. 2019(07)
[2]帶隔板單錐薄壁方管結(jié)構(gòu)吸能特性研究和多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 許平,陳凱,邢杰,屈秋云,姚曙光. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]薄壁管狀吸能結(jié)構(gòu)的吸能性能及變形模式的理論研究進(jìn)展[J]. 楊帆,王鵬,范華林,仲政. 力學(xué)季刊. 2018(04)
[4]不同誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)折疊式壓潰管動(dòng)態(tài)吸能影響[J]. 梁玉,姚松,許平,周志鵬. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]梯度強(qiáng)度汽車薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化[J]. 趙曦,陳帥,盈亮,侯文彬,胡平. 汽車工程. 2018(05)
[6]汽車吸能盒誘導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 劉中華,李雪松,曲天雷. 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2017(10)
[7]模型參數(shù)對(duì)軌道列車吸能結(jié)構(gòu)特性的影響[J]. 盧毓江. 大連交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]機(jī)車車輛被動(dòng)安全性研究綜述[J]. 朱濤,肖守訥,楊超,陽光武,楊冰,王明猛. 鐵道學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]基于側(cè)碰的梯度性能熱成形B柱抗撞性能優(yōu)化[J]. 盈亮,張富博,戴明華,胡平. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[10]高速列車多邊形多胞吸能管耐撞性分析與優(yōu)化[J]. 鄒翔,高廣軍,董海鵬,李健,譚善志,陳榕森. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(07)
博士論文
[1]鐵道車輛結(jié)構(gòu)耐撞性影響因素及優(yōu)化研究[D]. 謝素超.中南大學(xué) 2012
[2]軌道車輛耐碰撞結(jié)構(gòu)及乘員安全防護(hù)技術(shù)研究[D]. 王文斌.同濟(jì)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于列車碰撞動(dòng)力學(xué)的縱向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成標(biāo).西南交通大學(xué) 2018
[2]動(dòng)車組頭車車體靜動(dòng)態(tài)特性及碰撞仿真研究[D]. 楊孟珂.蘭州交通大學(xué) 2018
[3]基于剛?cè)狁詈夏P偷某擒壾囕v連掛碰撞研究[D]. 陳中毅.西南交通大學(xué) 2017
[4]動(dòng)力集中型動(dòng)車組耐碰撞性能研究[D]. 余明陽.西南交通大學(xué) 2017
[5]基于側(cè)碰的車身梯度性能零部件防撞性能優(yōu)化[D]. 張富博.大連理工大學(xué) 2016
[6]地鐵列車耐撞性結(jié)構(gòu)及安全性研究[D]. 盧毓江.西南交通大學(xué) 2015
[7]軸向梯度強(qiáng)度設(shè)計(jì)提高薄壁低碳鋼管抗撞性研究[D]. 馬旭東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[8]軌道客車車體碰撞吸能研究[D]. 李本懷.吉林大學(xué) 2014
[9]鋁合金車體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與碰撞仿真研究[D]. 李佳.蘭州交通大學(xué) 2014
[10]鋁合金車體碰撞仿真及車體前端結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉婷婷.大連交通大學(xué) 2012
本文編號(hào):3021975
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