高速磁浮列车泡沫三明治板在冲击载荷下的吸能特性与参数优化

作     者：李玉如 谢君科 肖守讷 朱涛 周刚剑 张昊 李向伟 LI Yuru;XIE Junke;XIAO Shoune;ZHU Tao;ZHOU Gangjian;ZHANG Hao;LI Xiangwei

作者机构：河南科技大学车辆与交通工程学院河南洛阳471003 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江齐齐哈尔161000 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第5期

页      面：2011-2022页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175123,52172409) 四川省杰出青年基金资助项目(2022JDJQ002) 河南省重点研发与推广专项资助项目(232102240092) 黑龙江省博士后基金资助项目(LBH-Z23041) 2023原创技术十年培育专项项目(2022CYY007) 

主　　题：高速磁浮列车 泡沫三明治板 有限元模型 代理模型 吸能特性预测 

摘      要：建立模拟高速磁浮列车泡沫三明治裙板冲击的有限元模型,基于搭建的钢球冲击试验装置验证模型的有效性,研究冲击速度、前后金属面板厚度和支撑间距对泡沫三明治板吸能量和冲击载荷的影响。采用响应面法建立泡沫三明治板内能和初始峰值载荷的代理模型,基于遗传算法提出冲击速度、前后面板厚度和支撑间距等参数的优化方法。研究结果表明:在低速(8 m/s)冲击下,泡沫三明治板具有更好的吸能效率,吸能效率能达到90%以上;随着冲击速度增加,吸能效率显著下降;增加冲击间距不仅能延长冲击作用时间,也能显著降低冲击载荷峰值力,降幅达到13.59%;针对高速磁浮列车泡沫三明治板的吸能设计要求,通过调整前、后金属面板的厚度可有效改善其吸能效果。内能和峰值力的预测值与其真实值之间的最大相对误差分别为4.14%和0.96%,满足高速磁浮列车泡沫三明治板吸能特性预测的精度要求。