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泡沫填充铝合金多胞防爬器的吸能机理

塑性工程学报 2023年第2期30卷 231-241页

作者：周礼王宇蒋忠城康巍姚如洋张蓓重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 长安大学信息工程学院陕西西安710064

提出了一类新型防爬器—泡沫填充铝合金多胞防爬器,并通过数值仿真结合试验验证的方法研究了其在轴向荷载作用下的能量吸收机理。结果表明,填充闭孔泡沫铝并提高其密度可以在峰值压溃力几乎不变的前提下有效提高铝合金多胞防爬器的能量... 详细信息

提出了一类新型防爬器—泡沫填充铝合金多胞防爬器,并通过数值仿真结合试验验证的方法研究了其在轴向荷载作用下的能量吸收机理。结果表明,填充闭孔泡沫铝并提高其密度可以在峰值压溃力几乎不变的前提下有效提高铝合金多胞防爬器的能量吸收能力,且能够进一步提升蒙皮材料的吸能潜力。此外,当壁厚较小时,该防爬器极易产生不利于能量吸收的整体失稳;而壁厚增大时,防爬器的变形模式趋于稳定,总能量吸收增加,且蒙皮材料的能量吸收占比逐渐增加。

关键词：防爬器能量吸收多胞结构泡沫铝填充结构轨道列车

基于改进正弦和代理模型的防爬器碰撞吸能可靠性分析

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 67-72页

作者：曹阳梁晓珂张越王强姚成勇曲通中车南京浦镇车辆有限公司南京210031 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司南京210031

[目的]为合理评估防爬器吸能可靠性指标,提出了一种基于ISSSM(改进正弦和代理模型)的吸能可靠性分析方法。[方法]首先,建立防爬器碰撞有限元模型并对其碰撞过程进行仿真;其次,基于防爬器碰撞试验数据对有限元仿真模型合理性进行验证,进... 详细信息

[目的]为合理评估防爬器吸能可靠性指标,提出了一种基于ISSSM(改进正弦和代理模型)的吸能可靠性分析方法。[方法]首先,建立防爬器碰撞有限元模型并对其碰撞过程进行仿真;其次,基于防爬器碰撞试验数据对有限元仿真模型合理性进行验证,进而依据构建原理,明确防爬器碰撞过程力-位移函数基本形式,并根据吸能一致性准则,构建防爬器吸能ISSSM,从而结合可靠性理论,建立防爬器吸能可靠性分析模型;最后,以某型号防爬器为研究对象,并对其吸能可靠性指标进行评估。[结果及结论]构建的吸能ISSSM能够合理复现防爬器碰撞吸能过程的力学特性;变异系数自0.05提升至0.10时,吸能可靠性指标自3.07降低至1.53。

关键词：轨道车辆防爬器碰撞可靠性正弦和函数优化

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刨削式防爬器刨削力的控制

铁道车辆 2014年第3期52卷 14-16,5页

作者：毛从强青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266031

通过计算及试验验证得出了刨削式防爬器刨削力的修正公式,分析了影响刨削力的主要因素,并提出了刨削力的简化控制方法。

关键词：防爬器刨削力计算试验

集装箱装卸桥防爬器提起困难的原因分析及解决方法

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港口装卸 1998年第4期 16-18页

作者：刘军民天津港东方集装箱公司天津300456

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新型防爬器的研制与应用

铁道建筑 1995年第3期35卷 22-23页

作者：朱喜王国平长春铁路分局四平工务段

卡式防爬器克服了穿销式防爬器的缺陷，有效地起到防止钢轨爬行的作用。

关键词：钢轨卡式防爬器研制防爬器铁路

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地铁工程车碰撞仿真中钩缓及防爬器模拟方法

铁道机车车辆 2018年第4期38卷 109-113页

作者：金希红曾燕军张海肖毅华大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室湖南株洲412001 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013

在进行某型号地铁工程车碰撞分析时,提出了一种基于LS-DYNA非弹性压缩弹簧模拟钩缓特性以及防爬器吸能特性的仿真方法。就两相同列车以相对速度25km/h相撞为例,对碰撞过程进行模拟,并计算钩缓装置以及防爬器对列车碰撞工况能量吸收的贡... 详细信息

在进行某型号地铁工程车碰撞分析时,提出了一种基于LS-DYNA非弹性压缩弹簧模拟钩缓特性以及防爬器吸能特性的仿真方法。就两相同列车以相对速度25km/h相撞为例,对碰撞过程进行模拟,并计算钩缓装置以及防爬器对列车碰撞工况能量吸收的贡献程度。结果表明:该方法能够模拟碰撞时列车钩缓装置和防爬器的力学特性,并且能得到列车碰撞的输出特性、能量吸收等指标;两列车对撞后,两工程车前端的车钩缓冲器吸收能量0.51 MJ,防爬器吸收能量0.47 MJ,分别占总能量的34%和31%。

关键词：地铁工程车钩缓系统防爬器能量吸收有限元分析

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新型结构防爬器

港口装卸 1990年 34-34,31页

作者：高树勋

双向承载蜂窝防爬器的设计与碰撞吸能评估研究

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双向承载蜂窝防爬器的设计与碰撞吸能评估研究

作者：靳智慧北京交通大学

学位级别：硕士

随着轨道列车的普及以及铁路里程的增加,火车及地铁越来越成为人们出行的主要选择,但是伴随着现代列车速度的不断提升以及载重量的不断增大,列车出现的事故量也随之增加。为了尽可能的降低列车碰撞带来的损伤程度,在列车的发展过程中逐... 详细信息

随着轨道列车的普及以及铁路里程的增加,火车及地铁越来越成为人们出行的主要选择,但是伴随着现代列车速度的不断提升以及载重量的不断增大,列车出现的事故量也随之增加。为了尽可能的降低列车碰撞带来的损伤程度,在列车的发展过程中逐渐出现了列车的碰撞吸能装置,其中防爬器作为当今列车的主要缓冲装置,其发展受到了轨道车辆行业的高度重视,而传统的蜂窝防爬器其内部的蜂窝填充芯由于其单向承载的特性使得防爬器在承受纵向和垂向载荷的能力极不平衡,因此研制具有良好双向承载能力的防爬器具有重要意义。本文首先着重介绍了双向承载蜂窝的选型,通过分析各种构型的设计思路和加工可行性,最终选择具有良好双向承载能力的加板蜂窝构型作为本文研究的重点,并且通过设计要求和安装空间要求确定了蜂窝芯的强度。然后根据车型设计要求对防爬器进行设计,重点介绍了设计防爬器的原因以及具体的设计细节,并且通过理论计算确定了其剪断螺栓采用的强度等级。其次利用铝合金拉伸实验得到的数据作为输入信息建立加板六边形蜂窝的模型,根据模型仿真所得的承载力参数进行加板蜂窝芯的实物制作,并对蜂窝小块进行压缩仿真,证明蜂窝芯的承载力与仿真结果一致,满足蜂窝强度的设计要求,并且根据该蜂窝强度建立出可以很好反应原模型力学性能的等效蜂窝模型。之后将防爬器的有限元模型建立后与等效蜂窝合并为蜂窝防爬器碰撞模型,并且对防爬器的工作性能进行仿真分析,分析结果表明该防爬器的各项工作性能满足列车的设计要求。最后进行整车与防爬器模型的耦合仿真,参照EN15227中对城市轨道列车的碰撞工况标准,设计单列未安装防爬器的列车撞击固定刚性墙、单列安装防爬器的列车撞击固定刚性墙和列车垂向偏移40mm撞击另一相同的静止列车三种不同的碰撞工况进行对比分析。分析内容包括列车在碰撞过程中的速度变化、司机室变形情况、各部件吸收能量以及列车损坏最严重部位。通过三组仿真的对比分析证明新设计的双向承载蜂窝防爬器具有良好的纵向和垂向吸能能力,可以对列车车体进行了有效的保护,符合新型地铁列车对防爬器的吸能设计要求。

关键词：加板蜂窝防爬器承载能力吸能量列车碰撞仿真

一种环向纳米化处理的列车防爬器吸能结构的优化设计

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一种环向纳米化处理的列车防爬器吸能结构的优化设计

作者：姜宇大连交通大学

学位级别：硕士

伴随着轨道交通行业近些年的飞速发展,越来越多的人把它作为出行方式的首选,但与此同时人们对行车快捷、行驶安全的要求越来越强烈。目前高铁的实际运行最快速度已经达到了每小时350公里,列车一旦在这样的速度下发生碰撞事故,后果将是... 详细信息

伴随着轨道交通行业近些年的飞速发展,越来越多的人把它作为出行方式的首选,但与此同时人们对行车快捷、行驶安全的要求越来越强烈。目前高铁的实际运行最快速度已经达到了每小时350公里,列车一旦在这样的速度下发生碰撞事故,后果将是不堪设想的。轨道列车的主动安全防护措施保障列车和乘客安全的重要手段,但如果想要最大限度的保障列车和乘客的安全,不得不同样重视被动安全防护措施的发展与应用,其对于我国轨道车辆的安全性能的提高来说具有重要意义。本文首先以被动安全防护技术中重要的组成部分—防爬器装置为切入点,简单介绍了当前使用较为广泛的几种防爬器的种类以及结构原理。基于有限元软件ANSYS进行碰撞模型前处理,在原方壳上,通过改变方壳壁厚、落锤的冲击速度、方壳的长度讨论它们的改变对方壳结构的吸能性能的影响。其次,建立轴向冲击载荷下原方壳、环向局部表面纳米化方壳以及全纳米化方壳的有限元模型,应用显示动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA进行分析求解,针对吸能性能的几个关键评价指标进行对比,讨论在方壳厚度、冲击速度、方壳长度等相关几何参数保持一致的情况下,原方壳、环向局部表面纳米化方壳、全纳米化方壳的吸能性能,总结纳米化对于方壳吸能性能的影响。再次,分别通过赋予方壳不同的环向表面纳米化密度,对比不同的纳米化密度下方壳的耐撞性参数,从而得出纳米化密度对方壳吸能性能的影响。最后,拓展分析分区段纳米化对原方壳的吸能性能的影响,丰富仿真分析内容,同时也为压溃型防爬器的吸能部能量吸收性能的改善提供新的思路。

关键词：防爬器方壳结构轴向冲击能量吸收表面纳米技术