第３４卷第５期 大 连 交 通 大 学 学 报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬＩＡＮ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．５ ０ｃｔ．２０１３ ２０１３年１０月 文章编号：１６７３—９５９０（２０１３）０５－００２９—０５ 新型高速动车组车体纵向承载能力分析 王卉子 ，李欣伟 ，范乐天 ，张庆刚 ，高军 ， ，孙彦彬 （１．中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山０６３０３５；２．大连交通大学交通运输工程学 院，辽宁大连１１６０２８）米 摘要：以新型高速动车组车体为研究对象，在静力学和碰撞两类仿真计算的基础上，分别获取相应的车 体纵向承载参数，通过进一步的分析、比较和讨论，为新型高速动车组附加式吸能装置的预设计或选型提 供可借鉴的依据． 关键词：动车组；车体；仿真分析；纵向承载 文献标识码：Ａ ０引言 随着高速动车组的发展，高速列车的防碰撞 性能设计已成为日益关注的问题．简单来说，列车 防碰撞性能至少应具有两个方面的特点：一个是 １静力学分析 １．１高速动车组车体结构 高速动车组的车体静强度是遵循标准 ＥＮ１２６６３中客运车辆Ｐ．Ｉ１等级进行设计的，车体 能够承受在车钩缓冲装置安装区施加的１ ５００ ｋＮ 纵向压缩静载荷． 高速列车应有车体吸能区设计或是附加式的吸能 装置安装，在碰撞中，通过这些特定的吸能部件将 碰撞中的动能转化成内能（变形能）储存；另一个 根据高速动车组的车体结构设计，预增加的 吸能装置的设计空间位于头车前端，如图１所示， 设计区域Ａ和设计区域Ｂ，具有“ ”标识为吸能 是高速列车的车体设计要有足够的强度和刚度， 在碰撞中结构能够抵抗碰撞力的作用，保证乘客 区结构的整体完整性，为乘客提供足够的生存 空间． 元件预设位置，设计区域Ａ共有６个安装位置， 设计Ｂ区对称于车体纵向中心分布，一边预设一 个吸能元件安装位置．其中，设计区域Ａ位于车 这样就出现了两个方面的问题．一方面，在某 一特定的列车设计中碰撞变形的行程是限定的， 体的最前端，如果发生碰撞，该区域是最早进入碰 在有限的行程中为尽可能地提高吸能能力，就需 要提高平均碰撞力；另一个方面，高速列车车体静 强度的设计通常是遵循标准ＥＮ１２６６３，车体的静 态纵向承载能力是有限的．因此，如何将车体的静 态纵向承载能力与吸能结构或装置的平均碰撞力 进行匹配成为列车防碰撞性能设计、吸能装置设 计与选择的一个关键问题． 本文就新型高速动车组的车体的纵向承载能 域Ａ 域Ｂ 力的问题，通过静力学分析和碰撞数值模拟分析 两种方法进行讨论，从而为新型高速动车组预增 吸能装置设计提供设计依据． 图１头车前端结构示意图 米收稿日期：２０１３—０３—２５ 作者简介：王卉子（１９８２一），女，工程师，硕士，主要从事轨道车辆仿真计算工作的研究 Ｅ・ｍａｉｌ：ｓｉｃ—ｗａｎｇｈｕｉｚｉ＠ｔａｎｇｃｈｅ．ｔｏｍ． 第５期 王志海，等：长大货车球形心盘稳定性分析 ４５ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｂａｌｌ—ｔｙｐｅ ｃｅｎｔｅｒ ｐｌａｔｅ Ｏｆｆ ｌｏｎｇ－ｈｕｇｅ ｆｒｅｉｇｈｔ ｗａｇｏｎ．Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｈｓ ｓｈ０ｗ ｔｈａｔ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｂｉｇ ｆｒａｍｅ ｈａｓ ｎｏｔ ｍｏｖｅ ｕｐｗａｒｄ，ｉｔ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｊｕｍｐ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ ｅｖｅｎ １Ｓ ｐｕｔ Ｏｉｌ ｌａＬｒｇｅ ｌ０ｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆｏｒｃｅ ａｔ ｔｈｅ ｂａｌ１．ｔｙｐｅ ｐｌａｔｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃａｎ ｉｘｌｎ ｓａｆｅｌｙ．Ｔｈｅ ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｅ ａｎｄ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｂａｌ１．ｔｙｐｅ ｐｌａｔｅ ｍｏｖｅ ｕｐｗａｒｄ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗｏｒｋｉｎｇ，ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｉｓ ｅｘａｃｔｌｙ １３．５ ｍｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｉｎ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｆａｌｌｉｎｇ ｐｌａｔｅ ｊｕｓｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｗｉｔｈ ａｎｔｉ。ｓｌｉｐ ｄｅｖｉｃｅ ｊｕｓｔ ｗｏｒｋ＿ ｉｎｇ．Ａｃｃ０ｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉ０ｎ ｒｅｓｕｈｓ，ｔｈｅ ａｎｔｉ—ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｄｅｓｔｒｏｙｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆ０ｒｃｅ ｒｅａｃｈｅｓ ２ ８００ ｋＮ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｉｇ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｆｒａｍｅ ａｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ，ｌｅａｄｉｎｇ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｅｒａｉｌｍｅｎｔ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｆｏｒｃｅ ｉｓ １ｅｓｓ ｔｈｅｎ ２ ７５０ ｋＮ，ｔｈｅ ａｎｔｉ．ｄｒｏｐｐｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｗｏｒｋｓ ｗｅｌｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｌｌ ｐｌａｔｅ ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｊｕｍｐ ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＤＫ１７Ａ ｖｅｈｉｃｌｅ；ｂａｌ１．ｔｙｐｅ ｐｌａｔｅ；ｌａｒｇｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ；ｄｅｒａｉｌｍｅｎｔ （上接第３２页） 参考文献： ［３］王文斌，康康，赵洪伦．列车耐碰撞系统有限元和多体 ［１］高广军，田红旗，姚松．耐冲击吸能车体［Ｊ］．交通运输 动力合仿真［Ｊ］．同济大学学报，２０１１，３９（１０）： 工程学报，２００３（３）：５０—５３． １５５２．１５５６． 『２］ＬＵ Ｇ．Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｙ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｉｎ ｒａｋｅｓ ［４］谢素超，田红旗，姚松．车辆吸能部件的碰撞实验与数 『Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｒａｉｌ ａｎｄ Ｒａｐｉｄ Ｔｒａｎｓｉｔ，１９９９，２１３（Ｆ３）： 值仿真［Ｊ］．交通运输工程学报，２００８，８（３）：１－５． １４３一】６０． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｌｅｎｇｔｈｗａｙ Ｌｏａｄ Ｃａｒｒｙｉｎｇ Ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ Ｎｅｗ Ｔｙｐｅ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｔｒａｉｎ Ｕｎｉｔ ＷＡＮＧ Ｈｕｉ．ｚｉ 。ＬＩ Ｘｉｎ．ｗｅｉ ，ＦＡＮ Ｌｅ—ｔｉａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｇａｎｇ ，ＧＡＯ Ｊｕｎ ，ＬＩ Ｐｅｎｇ ，ＳＵＮ Ｙａｎ—ｂｉｎ２ （１．ＣＮＲ Ｔａｎｓｂａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３０３５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｆｉｆｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ １ １６０２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｕｎｉｔ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｒａｓｈｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｌｅｎｇｔｈｗａｙ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｃａｒ ｂｏｄｙ．Ｔｈｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｏｒ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒ ａｐｐｅｎｄｅｎｔ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｕｎｉｔ・ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｕｎｉｔ；ｃａｒ ｂｏｄｙ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅ；ｌｅｎｇｔｈｗａｙｓ ｌｏａｄ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ
