根据RADIOSS和HyperCrash的电动车组磕碰仿真

项目介绍

跟着列车的全面提速，列车磕碰安全性成为现代列车研讨的最要害内容之一。车体的耐撞性包含车体结构的承载才能、变形形式和本身吸收碰击能量的才能等多方面的归纳特性。满意列车车体结构的耐撞性，也就是在必定的碰击速度下，列车车体的各个部位能有序的产生磕碰变形，在尽可能多的吸收碰击能量的一起，最大极限的下降碰击减速度，为司机和乘客保存满意的逃生空间，然后下降磕碰事端带来的损伤。

青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司（简称BST）是由中国四方机车车辆有限责任公司与庞巴迪公司出资组成的中外合资企业。从事规划、出产高级客车、一般客车车体、电动车组、奢华双层客车、高速客车和城市轨迹车辆等，出售合营公司自产产品，供给相关售后服务。

青岛四方庞巴迪以某铝合金电动车组车体结构为载体，使用HyperMesh软件强壮的网格区分功用树立网格，并在HyperCrash 中树立8 节编组动车组有限元模型，选用RADIOSS软件显式求解器，依据核算机数值仿真技术对车体进行大变形磕碰仿真，得到该车体产生大变形磕碰时的车体塑性变形、碰击力、车体减速度等参数与时刻的改变状况，并依据EN15227 规范中的点评原则对该动车组车体的磕碰安全性进行评价。

应战

因为，现在该磕碰工况很难进行实在的实验，如安在规划阶段对车体的安全性进行精确评价，然后满意安全性需求。

解决方案

该车体是选用大型铝型材焊接而成，选用8节编组，头车前端带有吸能车钩和磕碰吸能器，两节车辆之间带有中心吸能车钩，能够很好的吸收磕碰能量，头车结构如图1所示。

图1 头车车体结构示意图

依据EN15227：2008规范，关于在平交路口上，一辆列车单元以65km/h 的速度和一个大而重的可变形障碍物之间产生碰击，如图2所示。可变形障碍物的具体参数及模型树立要求能够参照EN15227：2008规范中C.3部分。

图2 电动车组磕碰工况

在磕碰进程中，列车的磕碰能量首要会集在车体前端结构部分，而前端结构也相同具有载客才能，需求一起考虑司机和乘客的安全，所以耐撞性关于头车车体尤为重要。为进步核算功率，树立头车车体前面部分模型，后边部分及其他7辆车体用质点模仿。有限元模型树立如下：

图3 电动车组磕碰有限元模型

依据上述工况及有限元模型，选用RADIOSS 显式求解器进行求解，并用HyperView 检查磕碰成果。磕碰进程中，车体与可变形障碍物随时刻改变的变形图如图4所示。

图4 磕碰进程车体及障碍物变形图

整个磕碰进程中，前端缓冲器只是紧缩8mm，吸收能量很小，前端车钩与障碍物不产生触摸，不吸收能量，因为车体刚度较大，大部分磕碰能量被可变形障碍物吸收。头车的塑性应变云图如图5所示，赤色为塑性应变大于10%的区域，从图中能够看到，车体前端产生很小的塑性变形，对车体全体结构几乎没有影响。因而，司机及乘客的生计区没有受到影响。图6为头车的位移云图。

图5 塑性应变云图

图6 位移云图

定论

依据EN15227：2008规范中规则的磕碰工况，以某铝合金电动车组车体结构为载体，使用Altair公司磕碰仿真软件HyperCrash和RADIOSS进行大变形磕碰仿真，并以磕碰进程中车体结构的塑性变形、司机和乘客的生计空间和均匀加速度等状况为基准，评价了该列车的安全性。能够较精确高效的完成动车磕碰仿真，很好地评价并保证列车的磕碰安全性。因而，该仿真办法能够在轨迹车辆的磕碰仿真中得到广泛的使用。(end)