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地铁列车被动安全系统配置优化研究
| 论文题名： | 地铁列车被动安全系统配置优化研究 |
| 关键词： | 地铁列车;被动安全系统;优化配置;动力学模型;阻尼系数 |
| 摘要： | 轨道运输是最适合我国经济地理特征的大陆性国家的运输方式，运输安全是保证运行秩序、旅客生命财产平安无险、货物和运输设备完好无损的综合表现，安全是整个运输工作的核心。我国轨道运输安全管理的方针“安全第一，预防为主”始终贯彻着运输安全系统，轨道运输将旅客和货物安全、快速的送达到目的地，因此，轨道运输的安全心系着每一位人民，必须把安全工作放在首位，这就要求有一个安全可靠被动安全系统。 缓冲器用在地铁车厢与车厢之间的连接处，是地铁较为关键的机械器件之一，其具有抵消车体间纵向载荷的功能，在纵向缓和了车体间的冲击力，从而减小碰撞瞬间对自身及其原件所造成损伤和破坏，这对车体碰撞生成的冲击力起到了缓冲和扩散作用，因此它的存在的意义非常明显；压溃管是一种破坏性的能量吸收装置，安装在地铁列车尾部，主要承受压缩力的，经过特殊处理屈服强度稳定的钢管，其能量吸收率可以达到100％。列车在非正常运行的状态下，如剧烈碰撞或者连接速度比正常值大时，压溃管将会产生塑性变形，吸收碰撞冲击能量，使车辆的纵向冲击载荷低于其本身的强度，以保护司乘人员的人生安全。 本文引用了课题组研制的新型液气缓冲器以及其原理、优点，在只考虑缓冲器吸收能量的情况下，将缓冲装置简化为弹簧、阻尼系统，建立了六车编组碰撞动力学方程、模型，用MATLAB进行求解仿真，研究其碰撞冲击特性响应，得出六车编组列车碰撞后缓冲器阻尼耗能、缓冲器最大行程以及缓冲器能量吸收率与速度的关系，从而可以根据现实的需求，灵活选择缓冲器。 由于缓冲器吸收能量的有限性，还提出了多级能量吸收系统，这就要求考虑到下一级吸能装置—勾缓压溃装置，本文简单介绍了压溃管的概念以及它的组成部分，并且建立了单自由度的车碰墙勾缓压溃管动力学方程模型以及其碰撞模型。经过大量多次的重复验证实验，研究发现当碰撞速度增大到15km/h时，碰撞产生的能量是缓冲器不能全部吸收的，此时，缓冲器脱落，由压溃管吸收能量。在建立动力学模型时，将压溃管简化成不可回弹的弹簧和阻尼系统，考虑到压溃管的非线性阻尼，建立车碰墙的非线性冲击模型、方程，运用MATLAB进行编程求解非线性方程，计算冲击特性响应，研究压溃管的性能与能量吸收的关系，改变压溃管阻尼系数，压溃管影响系数以及碰撞速度，确定最优的压溃管吸能状态。 |
| 作者： | 赵倩 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 张锁怀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 陕西科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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