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CRH3动车组被动安全性和耐撞性优化研究
| 论文题名： | CRH3动车组被动安全性和耐撞性优化研究 |
| 关键词： | 动车组;碰撞仿真;吸能结构;优化设计;轨道车辆;数值模拟 |
| 摘要： | 随着城市化进程的加快以及我国铁路的全面提速，如何提高高速列车运行安全性，减小事故损失，实现现代车辆以人为本的设计思想，最大限度的减少司机和旅客在事故中的伤亡，成为轨道车辆研发的热点课题之一。本文以CRH3动车组为载体，应用碰撞仿真软件PAM-CRASH和多学科协同优化软件iSIGHT进行碰撞数值模拟分析和吸能结构优化，得到CRH3动车组在大变形碰撞时的变形模式及乘员身体的受力和加速度情况，并对动车组的吸能结构进行评估及最优设计，实现车辆的被动安全保护和耐撞性优化设计。 首先，根据CRH3动车组的结构特点，建立适用于高度非线性碰撞的有限元模型，从头车撞刚性墙、两车对碰以及两车连挂三个工况分别做碰撞仿真，根据仿真结果分析车身主要部件的变形规律、车与车之间的吸能情况、撞击力、撞击作用时间、以及各车的速度、加速度等一系列参数的变化规律，提出改进方案。 其次，对头车撞刚性墙、两车对碰两个工况分别安装吸能结构进行碰撞仿真，从碰撞时的变形程度、速度、加速度、碰撞能量和碰撞力等方面与不加吸能结构时进行比较，分析吸能结构对车体的影响，为吸能结构的设计提供建议。 再次，建立相对精确的车钩-缓冲装置-连挂系统的数值仿真模型，分别对CRH3动车组使用铰接连接和半自动车钩连接，分析比较碰撞过程中这两种连挂装置的变形、速度、加速度、碰撞能量和碰撞力等参数，为企业提供理论依据。 第四，在动车组中加入假人模型，通过数值仿真，参照美国联邦机动车安全法规(FMVSS)和欧洲标准(ECE和EEC)，对假人模型各伤害指标进行评价，提出碰撞时人体造成伤害的关键因素，为人员安全设计提供依据。 最后，将多学科协同优化软件iSIGHT与PAM-CRASH集成，基于序列二次规划法DONLP和混合整型法MOST两种优化算法，在尽可能降低车体质量并保证人员安全的前提下，确定合理的吸能结构参数，以吸收足够的撞击能量，保证人员的安全。 |
| 作者： | 杨慧芳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 兆文忠;陈秉智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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