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基于ANYSY/LS-DYNA的铁道车辆单车碰撞问题建模与仿真研究
| 论文题名： | 基于ANYSY/LS-DYNA的铁道车辆单车碰撞问题建模与仿真研究 |
| 关键词： | ANSYS/LS-DYNA;铁道车辆;单车碰撞 |
| 摘要： | 高速运行的列车一旦发生碰撞事故，将会导致车体的破坏，从而引起乘客的伤亡和极大的财产损失，因此高速列车的被动安全性研究受到各国的重视。随着计算机技术的发展以及显式有限元技术的成熟，采用计算机数值方法进行高速碰撞仿真，研究高速列车大变形碰撞特性，进而对车辆结构碰撞特性进行优化，提高列车的被动安全防护技术有着非常现实而重要的意义。 本文主要利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA针对几种典型的列车碰撞情景进行了仿真与分析，并对乘客在碰撞时的响应，进行了简单情景下的二次碰掩仿真与分析。 首先，对200km/h铝合金列车车体进行了三维实体建模并使用Hyper Mesh软件进行了网格划分，通过对单元类型，材料模型、接触搜索算法的选择以及载荷的施加建立了车体的有限元模型。 其次，对单节车厢与固定刚性墙、可移动刚性墙进行了碰撞仿真。仿真结果分析表明，碰撞时间极短，变形集中在车体前部，车体主体的客室部分几乎不发生变形；碰撞过程中的绝大部分动能被车体前部的一小部分结构所吸收；车体前端加速度最大，从车体前端到后端，其加速度逐渐减小；针对碰撞后的爬车现象可能性进行了分析。 另外，通过列车在不同条件下的碰撞仿真，分析了不同初速度，不同材料参数对碰撞结果的影响，发现碰撞速度越大车体塑性变形越剧烈，车体破坏越严重；材料的杨氏模量越大，车体碰撞时的塑性变形越小。 最后，利用标准假人模型在简单场景设置条件下进行二次碰撞仿真计算，并根据有关伤害指标分析比较了假人模型头部、胸部可能的伤害程度。 |
| 作者： | 高祥 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 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： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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