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基于假人的高速列车碰撞事故幸存性仿真预测
| 论文题名： | 基于假人的高速列车碰撞事故幸存性仿真预测 |
| 关键词： | 高速列车;碰撞事故;损伤预测;耐撞性评价;乘客安全 |
| 摘要： | 高速列车一旦发生碰撞事故，造成的伤亡将是极其严重，被动安全设计是在事故中保护乘客安全的最后保障。因此，针对高速列车内场景下结构的耐撞性开展仿真分析、优化设计等相关研究具有重要意义。 以CRH380型高速列车座椅为主，建立基于坐姿假人的碰撞仿真场景，针对不同场景下乘员损伤进行了仿真与预测，并对二等车座椅进行了耐撞性改进的探讨。主要完成以下工作: (1)对国内外相关碰撞以及耐撞性标准法规进行综述，结合相关损伤判据标准规范以及列车碰撞事故损伤特点，建立了基于坐姿假人的高速列车二次碰撞事故损伤预估方法，并对头部，胸部结合AIS标准详细划分了损伤等级标准。依据相关文献标准对假人模型采用等效仿真计算方法进行校验。 (2)分析CRH380高速列车二等车座椅结构特点与承载要求，建立了基于隐式的座椅有限元模型。包括单元类型的设定，材料属性的定义，连接方式的等效等，并依据国家铁路标准TB/T3263-2011规定对座椅坐垫、靠背、侧扶手以及中间扶手等进行了静载校核。 (3)以高速列车座椅场景为基础，建立了基于显式的座椅-假人有限元模型，以AV/ST9001加速度载荷为边界条件实现仿真计算，获得假人姿态响应历程数据，并进行损伤预测，此场景下，假人损伤较严重甚至致命，座椅耐撞性很低，缺乏对乘员的碰撞保护。分析了座椅间距对乘员损伤的影响，不同座椅间距在碰撞事故中对乘员损伤影响不统一，小间距对乘员胸部、腿部保护作用明显。 (4)针对假人二次碰撞损伤情况，提出了座椅耐撞性改进方案:增加座椅缓冲角，适当的缓冲角可以有效降低乘员损伤;降低靠背顶部刚度，可以降低头部在碰撞过程由刚性碰撞引起的二次碰撞损伤，且增加头部碰撞时的缓冲距离，有效避免颈部产生过大颈部力与弯矩，可以降低头部与颈部损伤。 |
| 作者： | 王存义 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张乐乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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