车辆吸能部件的碰撞试验与数值仿真 被引量：39

1

作者 谢素超 田红旗 姚松 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期1-5,共5页

为了设计某列车耐撞性车体,实现列车被动安全保护,进行了台车碰撞试验和数值仿真计算,研究了耐撞性车体吸能部件的吸能特性。在台车撞击试验过程中,吸能部件从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形,吸收的冲击动能与最大变形量基本成正... 为了设计某列车耐撞性车体,实现列车被动安全保护,进行了台车碰撞试验和数值仿真计算,研究了耐撞性车体吸能部件的吸能特性。在台车撞击试验过程中,吸能部件从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形,吸收的冲击动能与最大变形量基本成正比关系,说明该部件具有良好的吸能效果。并在此基础上,应用显式动力有限元理论建立了其有限元撞击模型,进行了数值仿真计算。相关性分析结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,在整个撞击过程中,撞击力曲线基本吻合,最大撞击力峰值分别为2486·3、2423·1kN,最大变形量误差和初始撞击力峰值误差都小于3%,反弹速度误差小于4%。显然,利用撞击试验验证了数值计算的有效性和可靠性,利用数值计算设计和优化车辆吸能部件是可行的。 展开更多

关键词 车辆工程 耐撞性 吸能部件 撞击试验 数值仿真 显式有限元理论

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轨道车辆切削式吸能装置吸能特性研究 被引量：23

2

作者 雷成 肖守讷 罗世辉 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期263-267,共5页

针对利用金属薄壁结构轴向切削过程吸收能量的吸能装置,采用多元线性回归分析的方法,建立了吸能装置切削吸能过程的界面力稳定值、能量预测模型。采用方差分析的方法对该模型的回归方程和系数进行了显著性检验。研究了刀具前角、切屑圆... 针对利用金属薄壁结构轴向切削过程吸收能量的吸能装置,采用多元线性回归分析的方法,建立了吸能装置切削吸能过程的界面力稳定值、能量预测模型。采用方差分析的方法对该模型的回归方程和系数进行了显著性检验。研究了刀具前角、切屑圆心角、切削深度和切削速度对切削式吸能过程的影响程度。研究结果表明,预测模型的回归方程是显著的,刀具前角和切屑圆心角对界面力稳定值的影响显著,切削深度和切削速度对界面力稳定值的影响不显著;刀具前角、切屑圆心角和切削深度对吸能的影响显著,切削速度对吸能的影响不显著。 展开更多

关键词 轨道车辆 轴向切削 吸能装置 回归分析 预测模型 方差分析

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基于显式有限元的高速列车吸能装置吸能原理研究 被引量：12

3

作者 雷成 肖守讷 罗世辉 《铁道机车车辆》 2012年第2期1-5,共5页

吸能装置是提高高速列车耐碰撞性能的关键部件。首先阐述了金属切削数值仿真的关键技术,包括材料的本构模型、切屑与工件的分离、切屑与刀具的接触和摩擦等。然后利用显式有限元仿真了薄壁结构被轴向切削时刀具的前角、切屑的厚度和宽... 吸能装置是提高高速列车耐碰撞性能的关键部件。首先阐述了金属切削数值仿真的关键技术,包括材料的本构模型、切屑与工件的分离、切屑与刀具的接触和摩擦等。然后利用显式有限元仿真了薄壁结构被轴向切削时刀具的前角、切屑的厚度和宽度等对其吸能特性的影响。提出薄壁结构轴向切削吸能和轴向压缩吸能的组合作为吸能装置的吸能原理。分析结果表明,该吸能原理是一种非常理想的碰撞能量耗散模式。 展开更多

关键词 高速列车 吸能装置 显式有限元 切削吸能 吸能原理

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吸能型连梁装置吸能部件结构设计及有限元分析 被引量：5

4

作者 邢心魁 王逸飞 +1 位作者 雷震霖 李秦 《铁道建筑》 北大核心 2019年第6期6-9,共4页

吸能型连梁装置的工作原理是在强震作用时通过将楔形块挤入吸能管使其发生弹塑性变形来吸收能量。吸能部件的设计是实现缓冲性能的关键。首先根据吸能部件的构造形式提出了其结构设计参数;在此基础上,运用塑性力学理论中的主应力法推导... 吸能型连梁装置的工作原理是在强震作用时通过将楔形块挤入吸能管使其发生弹塑性变形来吸收能量。吸能部件的设计是实现缓冲性能的关键。首先根据吸能部件的构造形式提出了其结构设计参数;在此基础上,运用塑性力学理论中的主应力法推导了吸能管的缓冲荷载理论计算公式;最后建立了吸能部件有限元模型,验证了理论计算公式的正确性,并分析了吸能管扩径变形的基本特征。 展开更多

关键词 桥梁 连梁装置 吸能部件 理论分析 有限元 缓冲荷载

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吸能型防冲立柱液体冲击问题研究 被引量：4

5

作者 张建卓 张佳林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期51-57,共7页

针对冲击作用下加入吸能构件后液压立柱的液体冲击问题,对扩径式构件在不同加载下的变形行为和特性进行分析,建立基于LuGre模型的吸能构件能量吸收模型。基于液体冲击定解问题的一般方程进行吸能构件及立柱系统顶板来压液体冲击理论和... 针对冲击作用下加入吸能构件后液压立柱的液体冲击问题,对扩径式构件在不同加载下的变形行为和特性进行分析,建立基于LuGre模型的吸能构件能量吸收模型。基于液体冲击定解问题的一般方程进行吸能构件及立柱系统顶板来压液体冲击理论和仿真分析,得到吸能构件对立柱内液体冲击的影响规律。结果表明:最大静摩擦力和库伦摩擦力对应吸能构件峰值承载力以及稳定变形阶段反作用力,鬃毛刚度和微观阻尼系数影响吸能构件弹性变形过度到塑性变形时的力-位移特性;随着扩径式构件的变形过程,吸能构件对立柱液体冲击的影响作用分为近似弹性、柔性让位吸能和刚性三个阶段。 展开更多

关键词 吸能构件 LUGRE模型 吸能型防冲液压立柱 液体冲击

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冲击地压薄壁圆管吸能构件仿真与试验研究 被引量：2

6

作者 王成龙 陈一方 王成乐 《煤炭工程》 北大核心 2021年第5期142-147,共6页

针对新型螺旋式抗冲击装置中的吸能构件,建立薄壁圆管镂空结构的有限元模型,利用试验对薄壁圆管镂空结构的吸能特性仿真结果进行验证。根据试验验证的模型参数,研究了薄壁圆管竖条结构的竖条数量及长度对其轴向静态压溃屈曲变形、初始... 针对新型螺旋式抗冲击装置中的吸能构件,建立薄壁圆管镂空结构的有限元模型,利用试验对薄壁圆管镂空结构的吸能特性仿真结果进行验证。根据试验验证的模型参数,研究了薄壁圆管竖条结构的竖条数量及长度对其轴向静态压溃屈曲变形、初始峰值力、弹性阶段位移、平均支反力、吸能量、支反力均方差的影响。根据研究规律及防冲立柱实际工况设计薄壁竖条构件并试验,为后续现场冲击地压试验提供依据。研究表明:诱导结构在不改变薄壁圆管材料、厚度及截面形状前提下,使构件的变形更加稳定,压溃屈曲变形形态可控;对于薄壁圆管竖条结构,随着竖条数量增加和竖条长度增加,其初始峰值力、弹性阶段位移减小、吸能量与平均支反力降低,支反力均方差减小。 展开更多

关键词 冲击地压 吸能构件 吸能特性

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机车车体非正面碰撞吸能装置仿真研究 被引量：2

7

作者 韩增盛 李新东 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2010年第8期286-289,294,共5页

针对车辆的碰撞事故,需设计安全的吸能装置。吸能装置是提高机车车体耐碰撞性能的关键部件,为保证运行车辆安全,建立耐碰撞车辆数学模型,进行碰撞仿真分析,确保车体具有良好碰撞性能。利用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析了薄壁... 针对车辆的碰撞事故,需设计安全的吸能装置。吸能装置是提高机车车体耐碰撞性能的关键部件,为保证运行车辆安全,建立耐碰撞车辆数学模型,进行碰撞仿真分析,确保车体具有良好碰撞性能。利用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,分析了薄壁结构吸能装置对其碰撞性能的影响,找出了薄壁结构在非正面碰撞时的规律。对安装了由薄壁结构组成的吸能装置的某型机车车体进行了非正面碰撞仿真,仿真结果得到机车车体碰撞过程的能量—时间历程,表明结构吸能装置具有良好的吸能作用。 展开更多

关键词 耐撞性 吸能装置 计算机仿真 薄壁结构

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冲击地压新型加肋板圆管式吸能防冲构件的仿真与试验 被引量：15

8

作者 王春华 安达 +1 位作者 韩冲 唐治 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期203-210,241,共9页

针对冲击地压下巷道支护设备防冲能力差,易遭受冲击性失效问题,提出一种防冲支架用加肋板圆管式吸能防冲构件,通过仿真和试验方法分析不同肋板厚度和布置形式下加肋板圆管式构件以及无肋板圆管构件的吸能防冲特性。结果表明:肋板的布置... 针对冲击地压下巷道支护设备防冲能力差,易遭受冲击性失效问题,提出一种防冲支架用加肋板圆管式吸能防冲构件,通过仿真和试验方法分析不同肋板厚度和布置形式下加肋板圆管式构件以及无肋板圆管构件的吸能防冲特性。结果表明:肋板的布置抑制了圆管构件压溃屈曲的圆环模式变形和欧拉失稳,使变形趋于稳定;随着肋板厚度增加,构件压溃变形阈值、吸能量、反力平均水平增加,反力波动增大,可用变形让位距离减小;一字形肋板布置构件变形普遍不规范,十字形构件出现开裂和偏斜变形现象,Y字形、肋板厚度较小构件变形普遍较规范,从一字形、Y字形到十字形构件,其变形阈值、吸能量、反力平均水平基本有所增加,可用变形让位距离减小;Y字形、肋板厚8 mm的构件为ZHD6000型防冲支架较理想的吸能防冲构件。 展开更多

关键词 冲击地压 吸能防冲构件 吸能防冲特性 防冲支架

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轨道车辆新型车端专用吸能装置 被引量：12

9

作者 雷成 肖守讷 罗世辉 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期738-744,共7页

为了提高轨道车辆的耐碰撞性,利用金属薄壁结构轴向切削和压缩过程吸收能量的原理,设计了一种新型车辆端部专用吸能装置;采用显式有限元软件LS-DYNA建立了吸能装置吸能过程的等效三维有限元模型,并对吸能过程进行数值模拟;分析了切削深... 为了提高轨道车辆的耐碰撞性,利用金属薄壁结构轴向切削和压缩过程吸收能量的原理,设计了一种新型车辆端部专用吸能装置;采用显式有限元软件LS-DYNA建立了吸能装置吸能过程的等效三维有限元模型,并对吸能过程进行数值模拟;分析了切削深度、刀具前角和切屑圆心角等参数对吸能装置吸能性能的影响.研究结果表明,新型吸能装置吸收的能量、界面力与切削深度、切屑圆心角成正比,与刀具前角成反比,受切削深度的影响较小;新型吸能装置的冲程效率可达100%,压缩力效率和总效率可达70%以上,高于现有吸能装置. 展开更多

关键词 轨道车辆 切削和压缩 专用吸能装置 显式有限元

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一种新型可导向防撞垫的开发与性能研究 被引量：3

10

作者 高祥 马保龙 +5 位作者 单晓新 郑硕 张检 王东民 王维 付程刚 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2017年第4期651-655,共5页

为填补国内市场上无满足新评价标准可导向防撞垫的空白,开发了以吸能管与刀具组合的新型吸能构件,利用台车碰撞试验和实车足尺碰撞试验,研究了单个吸能构件的吸能能力,优化了各吸能构件的尺寸并确定其安装位置.加工试验产品并经实车足... 为填补国内市场上无满足新评价标准可导向防撞垫的空白,开发了以吸能管与刀具组合的新型吸能构件,利用台车碰撞试验和实车足尺碰撞试验,研究了单个吸能构件的吸能能力,优化了各吸能构件的尺寸并确定其安装位置.加工试验产品并经实车足尺碰撞试验验证其防护能力.试验结果表明,无防撞垫构件侵入车辆乘员舱,车辆碰撞后没有翻车且满足导向驶出框要求,碰撞后车体最大加速度分别为14.03g,12.20g,12.67g,11.49g,说明该新型防撞垫满足防护要求. 展开更多

关键词 道路工程 可导向防撞垫 新型吸能构件 防护能力 台车碰撞试验 实车足尺碰撞试验

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液压支架立柱防冲吸能构件优化仿真及压溃实验研究 被引量：1

11

作者 田立勇 于晓涵 +2 位作者 周禹鹏 孙业新 于宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2924-2936,共13页

液压支架作为煤炭开采主要支护设备,经常受到冲击地压影响,防冲吸能构件起到保护液压支架作用,为获得更大的初始支反力峰值与吸能量、更小的支反力分散度,对吸能构件参数细化并通过ABAQUS有限元软件进行吸能构件的建模与压溃冲击仿真,... 液压支架作为煤炭开采主要支护设备,经常受到冲击地压影响,防冲吸能构件起到保护液压支架作用,为获得更大的初始支反力峰值与吸能量、更小的支反力分散度,对吸能构件参数细化并通过ABAQUS有限元软件进行吸能构件的建模与压溃冲击仿真,获取吸能构件的吸能性能及屈曲变形形态,验证最优尺寸的吸能性能;对比吸能构件平均支反力的预测数据与有限元仿真数据,误差在15%以内,最优尺寸构件的平均支反力模型预测误差为−3.40%,验证吸能构件预测模型所预测数据较为准确;搭建吸能构件压溃实验台,选择5种加载速度,以准静态压溃方式对定制加工的吸能构件进行轴向加载压溃实验,实验结果表明:不同加载速度轴向压溃实验,支反力波动基本一致,最大初始支反力峰值为2253.52 kN,最大支反力标准差为206.23 kN,最小初始支反力峰值为2096.26 kN,最小支反力标准差为189.83 kN,初始支反力峰值的平均值为2149.32 kN,支反力标准差平均值为196.77 kN;不同压溃速度下的轴向压溃实验数据与吸能构件有限元仿真数据对比,初始支反力峰值、支反力标准差的相对误差分别为5.6%、11.07%;对最优尺寸吸能构件通过预测模型法、有限元仿真法、压溃实验法三种方法进行吸能性能分析,预测模型法的平均支反力为1879.7 kN,有限元仿真法的平均支反力为1945.9 kN,压溃实验法平均支反力为1919.8 kN,预测模型误差3.41%,压溃实验误差−1.3%,通过3种方法的数据验证结果,证明了吸能构件分析方法的可靠性和可行性。 展开更多

关键词 液压支架 吸能构件 构件加工 最优尺寸 压溃实验

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支撑物对预折纹吸能构件力学特性研究

12

作者 张东超 《机电产品开发与创新》 2024年第5期32-36,共5页

随着煤矿开采深度的增加对液压支护设备抗压能力提出更高的要求,为了提高矿用支护设备的力学性能及减缓冲击地压对其造成的破坏影响,本文通过对现有预折纹吸能构件内部布置不同支撑物对其力学性能及吸能效果进行了研究分析,采用理论计... 随着煤矿开采深度的增加对液压支护设备抗压能力提出更高的要求,为了提高矿用支护设备的力学性能及减缓冲击地压对其造成的破坏影响,本文通过对现有预折纹吸能构件内部布置不同支撑物对其力学性能及吸能效果进行了研究分析,采用理论计算与数值模拟相结合的方法加以验证。最终,结果表明吸能构件增加支撑物后降低了载荷波动增强了吸能性能,提高了支护设备的抗冲击能力。 展开更多

关键词 吸能构件 吸能性能 冲击地压

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正弦波纹管填充乳化液式吸能构件吸能特性研究

13

作者 张建卓 张万久 +2 位作者 潘一山 郭昊 王书文 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1079-1089,共11页

预折纹式吸能构件是目前冲击地压矿井中唯一使用的吸能结构,具有优异的吸能特性,但在屈曲变形过程中存在载荷波动较大、由于摩擦的作用产生火花等问题。针对上述情况,设计了一种正弦波纹管(变径圆管)填充乳化液构成固液耦合体吸能构件(... 预折纹式吸能构件是目前冲击地压矿井中唯一使用的吸能结构,具有优异的吸能特性,但在屈曲变形过程中存在载荷波动较大、由于摩擦的作用产生火花等问题。针对上述情况,设计了一种正弦波纹管(变径圆管)填充乳化液构成固液耦合体吸能构件(组合构件),研究了波纹管壁厚、母线振幅与出液口直径三个因素对吸能构件吸能特性的影响。建立平均载荷、载荷波动系数与比吸能的预测模型,利用Abaqus有限元软件的光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)粒子算法对模型进行流固耦合分析,通过响应面法对吸能构件的结构参数进行寻优并得到优化结果。研究结果表明,当波纹管壁厚3.959 mm,母线振幅3.721 mm,出液口直径22.161 mm时的吸能构件吸能特性最佳,平均载荷为438.684 kN,载荷波动系数为1.178,比吸能12.123 kJ/kg。通过对比验证,结果具有较高的可信度,为防冲支护装备的吸能环节提供了一种优越的吸能构件。 展开更多

关键词 吸能构件 流固耦合 响应面 SPH粒子

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平头汽车碰撞防护装置的设计与试验 被引量：3

14

作者 彭跃湘 胡佳英 《中北大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2006年第1期30-33,共4页

为平头汽车设计了碰撞防护装置是由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成.在不改变车身结构的前提下,安装在车身前端的内部.通过分析碰撞试验取得的高速影像及加速度曲线,掌握了碰撞防护装置的有关技术参数.试验表明,在发生正面碰撞时... 为平头汽车设计了碰撞防护装置是由正面弧形缓冲板、纵向吸能器等部件组成.在不改变车身结构的前提下,安装在车身前端的内部.通过分析碰撞试验取得的高速影像及加速度曲线,掌握了碰撞防护装置的有关技术参数.试验表明,在发生正面碰撞时,该碰撞防护装置能够减小车身变形、吸收碰撞能量、延长碰撞冲击时间. 展开更多

关键词 平头汽车 碰撞防护装置 车身变形 吸能器

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大功率电力机车变形吸能元件加工难点及解决措施 被引量：1

15

作者 匡友华 廖志伟 《电力机车与城轨车辆》 2012年第5期68-70,共3页

对大功率电力机车的牵引缓冲装置变形吸能元件支撑板的功能、结构、主要工艺难点进行分析,介绍一种新型的加工工艺方法,大大地提高了其生产效率。

关键词 大功率电力机车 牵引缓冲装置 变形吸能元件 支撑板 加工工艺

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液压支架凹角圆管式薄壁构件吸能特性分析与优化

16

作者 王春华 杨雨泽 +1 位作者 安达 唐治 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期266-271,276,共7页

为有效防治煤矿冲击地压,增强液压立柱防冲性能,提出了新型凹角圆管式吸能防冲构件。通过数值模拟方法分析了构件凹角数量、直径和厚度对吸能特性的影响。基于响应面函数,运用理想点法对比吸能和载荷平稳系数两指标进行了多目标优化。... 为有效防治煤矿冲击地压,增强液压立柱防冲性能,提出了新型凹角圆管式吸能防冲构件。通过数值模拟方法分析了构件凹角数量、直径和厚度对吸能特性的影响。基于响应面函数,运用理想点法对比吸能和载荷平稳系数两指标进行了多目标优化。结果表明:构件发生了倾斜渐进有序变形、渐进有序变形、无序挤压变形和混合变形四种稳定的变形模式,倾斜渐进有序变形吸能特性最好,渐进有序变形吸能特性最差。径厚比较大时,构件偏心率较小,多发生倾斜渐进有序变形模式,载荷位移曲线波动较小,吸能特性较好;径厚比较小时,构件偏心率较大,构件载荷位移曲线波动较大,吸能特性较差。优化结果表明凹角数量N=4、壁厚t=5.38mm、半径R=83.28mm构件吸能特性最佳,比吸能较圆管增加了17.80%,载荷平稳系数增加了29.17%。 展开更多

关键词 液压支架 数值模拟 吸能防冲构件 变形模式 能量吸收 多目标优化

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