马来西亚动车组防撞性车体设计及碰撞分析_苏永章
科技成果——轨道车辆车体结构耐撞性分析和可靠性优化关键技术
科技成果——轨道车辆车体结构耐撞性分析和可靠性优化关键技术成果简介该项目以轨道车辆车体结构为研究对象，通过研究列车车体模块化吸能结构的设计与能量分配、基于近似模型的车体可靠性优化设计研究、基于光纤光栅传感器技术的焊接结构疲劳损伤动态评估技术与基于多级目标代理的轻量化方法的结合，开展了以轨道车辆车体静强度、刚度、模态以及疲劳等性能为约束的车体被动安全及轻量化设计与优化评估系统。
相关方法及技术应用于主机厂的车辆端部能量设计及动态安全监测评估中，其中包括了高速列车、不锈钢地铁、铝合金地铁、特种车、市域动车组。
优化参数显著改善了列车在碰撞过程中的动态响应指标及轻量化设计问题。
本项目的研究成果用于改善列车的被动安全设计，在整车碰撞仿真中，列车能量耗散有序稳定，耐撞性指标显著改善，增加国内列车在国际市场上的竞争力，为相关企业带来2.228亿元的经济效益。
项目获授权国家发明专利1项，软件著作权9项，发表论文56篇。
技术特点（1）进行轨道车辆车体结构精细化有限元建模技术研究。
（2）考虑车体被动安全，以轨道车辆车体静强度、刚度及模态等性能为约束，进行疲劳可靠性分析及预测。
（3）针对随机因素波动易造成车辆结构失效的问题，以车体轻量化为目标，进行车辆结构的6σ疲劳可靠性优化设计研究。
（4）考虑刚度、强度、焊缝疲劳、屈曲、模态等情况，研究轨道车辆车体结构可靠性优化设计和高效求解算法。
（5）研究轨道车辆车体模块化吸能结构的优化设计与能量分配。
（6）基于光纤光栅传感器技术的车体焊接结构疲劳损伤动态安全监测技术研究（7）基于多平台、多学科约束的轨道车辆车体轻量化稳健可靠性设计。
（8）建立车体被动安全及轻量化设计与优化评估系统。
应用领域轨道车辆：城轨、地铁、高铁等。
市场前景该研究提出的可靠性优化设计、车辆车体结构疲劳寿命预测方法、列车能量稳健优化设计及多平台多约束下的结构优化设计方面取得的研究成果用于车体结构前期研发，显著降低了车辆研发时间成本，设计制造成本，而且车辆相关指标得到客户的认可，产品附加值提升，进而提升了产品利润，保守估算单辆地铁车利润提升为5-15万元，机车单台利润提升10-20万元左右。
马来西亚城际动车组网压、网流检测基本构成和故障浅析
马来西亚城际动车组网压、网流检测基本构成和故障浅析摘要：车辆的网压、网流信号是防护车辆安全运行的重要参数，也是对车辆安全运行有校的监控手段，网压、网流检测由三部分构成，既由网压网流互感器信号采集端、硬线传输部分及牵引控制单元（TCU）与控制单元（CCU）分析控制部分，本文较详细的阐述以上三个部分在车辆运行过程中网压、网流各信号的采集与应用情况，最后是对车辆调试过程中遇到的经典故障排除过程进行整理分析。
关键词：动车组电压互感器电流互感器CCU TCU前言：马来西亚城际动车组（简称ETS）是一款常规六节编组米轨动车组，设计时速160KM/h，编制方式为2Mc+2T+2Tc动力分散型动车组，即4动2拖（如下图一所示），依现代轨道交通“安全、绿色、智能”的理念研制而成。
ETS有多款人性化和智能化设计，该款列车采用西门子的网络控制技术和牵引技术系技术以及克诺尔制动技术，是一款高配置列车，该车具有性能稳定、乘车舒适性好、方便操作等特点。
图一一、车辆简介ETS动车组采用25 kV, 50Hz供电系统。
主要的高压设备包括2架受电弓、2个车顶隔离开关、2个真空主断路器、2个接地开关、2个主变压器、4个主变流器和16个牵引电机等。
一列车的电源由一架受电弓引入，只需升起一架受电弓且只闭合一个主断，电源通过车顶高压隔离开关传输到另外一个动力单元，以此来实现整车电能的供给。
二、网压检测的基本构成与应用1、网压信号采集当受电弓升起，高压互感器（如图二=11-T201）将获得变压后的交流电压信号并将传输给TCU。
经TCU检测后又通过MVB传送到CCU，并在司机室的微机屏（HMI）上显示出来。
司机台网压表的电压信号也是通过高压互感器来采集，当受电弓升起，CCU 通过控制节点A121B_01闭合来实现网压检测继电器=41-K101闭合，从而两端司机台网压表均能同时显示。
2、网压的应用根据网压和原边电流信号，TCU负责本节车的能耗计算，并通过MVB网络传送给CCU。
高速轨道列车防撞箱耐撞击特性仿真与优化
高速轨道列车防撞箱耐撞击特性仿真与优化摘要：为了提高高速轨道列车的安全性，为其头车的主要吸能装置——防撞箱设计较为理想的结构, 采用MSC Patran建立防撞箱的有限元分析模型，运用MSC Dytran仿真其耐撞击特性。
通过比较分析仿真结果, 对防撞箱设计方案予以多次改进, 得到综合性能较为理想的方案。
关键词：高速轨道列车；防撞箱；耐撞击特性；仿真；有限元；MSC Patran；MSC DytranSimulation and optimization on crashworthiness ofAnti-collision trunk for high-speed trainAbstract：To improve the safety of high-speed train and get better structure design for its main energy absorption dev ice anti-collision trunk in first carriage, the finite element model is established for anti-collision trunk by MSC Patran. The crashworthiness is simulated by using MSC Dy tran. Based on comparison and analysis, the original structure design is improved after several times o f simulation, and the design with better comprehensive performance is figured out.Key Words: high-speed train; anti-collision trunk; crashworthiness; simulation; finite element MSC Patran; MSC Dytran0 引言随着铁路运输的快速发展，列车运行速度不断提高，人们对列车运行平稳性提出了更高的要求。
高速动车组铝合金长梁高速加工工艺
高速动车组铝合金长梁高速加工工艺彭博【摘要】为了满足马来西亚动车组项目的产品要求，设计出一种新型的铝合金长梁。
从工件的加工难点入手，制作专用工装，优化工件装夹，精确定位，同时在加工工艺上采取整体铣削落料方式，有效避免了工件的振颤，保证了产品质量。
【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P16-18)【作者】彭博【作者单位】南车株洲电力机车有限公司湖南 412001【正文语种】中文马来西亚动车组项目是公司的第一个米轨高速动车组项目，动车组对车体各项形位尺寸提出了很高的要求。
为了满足产品要求，设计出了一种新型的顶盖长梁型材，这种长梁将受电弓梁和空调梁集合到一种型材上，减少了焊接结构，减少了焊接变形，有效地保证了车体内高等关键尺寸。
然而铝合金梁形状复杂、尺寸超长，属于较难加工的结构件，在加工中如果装夹不当，极易产生振动，不仅降低刀具的使用寿命和设备的加工精度，还可能造成产品报废。
6005A铝合金作为工业生产中的主要原材料，具有良好的抗腐蚀性以及可焊接性，氧化效果较好，广泛应用于轨道交通行业。
同时，由于其韧性比较好，具有良好的切削性能，切削类型为连续带状，容易相互缠绕，若不及时清理则容易划伤工件表面和损伤刀具。
材料在切削过程中表现为黏性大、切削加工摩擦大及切削温度高，且难以降低，容易形成积屑瘤，因此选择合理的切削参数显得尤为重要。
某铝合金长梁加工件如图1所示，型材长度达21 868mm，壁厚3mm，如此长、大且壁薄的型材刚性极差，并且工件形状复杂，对工装设计、如何控制加工中的振颤以及设计合理的加工工艺方案等提出了极大的考验。
此长梁型材分别加工成如图1所示的3个不同截面，不同形状的截面所需加工的部位不同，壁厚3mm且悬伸超高的筋板在加工时的振动势必会很大，原加工工艺是将需要去除的部分全部采用铣削的方式去除。
众所周知，加工时的振动对刀具、机床和工件的影响非常大，最常见的就是铝合金型材出现振动开裂现象，从而造成产品报废，因此，如何抑制加工时的振动同样也是一个很难的课题。
动车组耐撞性标准研究
1绪论
研究现状
国外耐撞性标准的研究成果
英国
英国通过对过去发生 的事故的统计，发表了很 多详细的事故报告，进行 详细的事故统计的目的就 是要将事故类型、车辆损 伤情况和伤亡水平、风险 性评估等联系起来，通过 它们之间的联系来指导车 辆耐撞性设计。英国进行 了实车试验验证了数学模 型研究结果。
3 国外耐撞性标准研究
标准的适用范围
每个国外耐撞性标准都有不同的适用范围，也代表了该标准所限制 的对象，在适用范围内的车辆均应该符合对应标准中所规定的耐撞性要 求。
各标准的适用范围，英国标准适用于最高运行速度在200km/h以上 的所有车辆；欧洲标准则主要是针对各种类型的客车，但没有速度上的 要求；美国标准分为两级，最高运行速度范围从128km/h 至240km/h， 还是针对客车提出的。但是美国标准还考虑到了运行线路的因素，对发 生列车碰撞事故可能较高的线路类型，提出几点要求要有公路和铁路交 叉，要有货车作业等。美国公路网十分的发达，经常和铁路有交叉，平 交道口多；且大部分客运和货运并不分离，这导致客车在平交道口发生 碰撞事故和与货车发生碰撞事故的概率高。高速TSI基本上涵盖了铁路 上所有的车辆类型，机车、客车、货车、铁路建设和维修设备等，规定 车辆的最高运行速度在190km/h以上。
欧盟
欧盟同样的对过去 发生的列车事故进行 详细的统计分析，分 析更加透彻，从众多 事故中选取有代表性 的三个典型的碰撞事 故情景；研究还发现 碰撞中乘员受到的减 速度应不超过5g，司 机的救生空间不小于 0.75m。
美国
美国提出对于 运行速度在200km/h 以上的列车，碰撞 能量管理具体规定 为，两相似车在相 对速度为48km/h下 正面碰撞，总共需 要吸收13MJ的碰撞 能量，机车前端部 5MJ和后端部3MJ， 机车后第一节车5MJ， 碰撞过程中最大的 减速度不超过8g。
160kmh动力集中动车组动力车车体防撞性设计
金 希 红 （１９７０— ）男 ，教 授 级 高 级 工 程 师 （修 回 日 期 ：２０１９－０１－２４）
ＴＪ／ＪＷ １０２—２０１７《交流传 动 机 车 司 机 室 防 撞 性 暂 行技术规范》是 由 中 国 铁 路 总 公 司 牵 头，由 中 南 大 学 及 中车多家子公司共同起草的一个针对交流传动机车和 动力集中动车组动力车的车体防撞性要求的暂行技术 规范，是国内第一个专门针对机车车 体及动 力 车车 体的 防撞性技术要求。
ＴＪ／ＪＷ １０２—２０１７技术文件从车体防撞结构（如司
机室结构、车体 后 端 墙 结 构 及 排 障 器 结 构 等）的 强 度 要 求、车体碰撞吸能 要 求、检 验 方 法 及 检 验 规 则 等 方 面 对 机车车体 和 动 力 车 车 体 的 防 撞 性 提 出 了 具 体 的 要 求。 在车体防撞 结 构 的 强 度 要 求 中，该 技 术 文 件 参 考 北 美 ＡＡＲＳ５８０《机车防撞 性 要 求》标 准，在 司 机 室 结 构 中 引 入了防撞墙／防撞 柱 和 角 柱 等 防 撞 结 构 要 求，同 时 对 司 机室结构的各项强度指标要求也比以往国内标准提高 了很多。在 碰 撞 吸 能 要 求 中，该 技 术 文 件 基 本 与 欧 洲 ＥＮ１５２２７标准要求 一 致，这 也 是 在 国 内 机 车 领 域 的 车 体防撞性要求上 首 次 对 标 ＥＮ１５２２７ 标 准。 由 此 可 知， 该技术文件对车体防撞性的要求已经达到了国际领先 水平。车 体的 防撞性 要满足 ＴＪ／ＪＷ １０２—２０１７ 的 技 术 要求，对国内机车和动力集中动力车的 车体设 计是 一个 很大的挑战。
车车身耐撞性与NVH多学科设计优化研究
转模态和车辆８个部件的质量之和为响应。
ＭＤＯ问题的组织结构框图见图５，其数学模
型如下：
Ｖａｒｉａｂｌｅ：Ｔ１～Ｔ５
０ｂｊｅｃｔｉｖｅ：
ｍｉｎ
ｍ
ｓ．ｔ． 口Ｂ＜４０９
＾＞２７Ｈｚ
ＴＬ≤丁１≤ＴＵ；ＴＬ≤丁２≤ＴＵ
式中，仇为车辆前部８个部件的质量之和；ｇ为重力加速
· １７６２ ·
度；Ｔ，～Ｔ５为车辆前部８个吸能部件的板料厚度（其中含 有相同厚度）；丁Ｉ』、丁ｃ分别为吸能部件板料厚度的上下 限；口ｅ为牟体Ｂ柱加速度；，ｑ为白车身一阶扭转模态。
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｂｏｄｙ，Ｈｕｍｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，４１００８２
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｌａｔｉｎ ｈｙｐｅｒｃｕｂｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａＩ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｈｉｇｈｌｙ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｒａｓｈ ａｎｄ ｔｏｒｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙ ｄｅｓｉｇｎ ｆｅａｓｉｂｌｅ（ＭＤＦ） ａｎｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗｅｒｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｍｕｃｈ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ｃｏｎｓｕｍｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｓｌｏｗ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｏｒ ｎｏ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｎ— ｌｉｎｅａｒ ｉｍｐａｃｔ ａｎｄ ＮＶＨ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｉｔ
铁路桥梁预制装配桥面设施研究与应用
本刊特稿铁路桥梁预制装配桥面设施研究与应用苏永华1，2，陈胜利1，2，尹京1，2，杨心怡1，2，王乐然1，2，李旺旺1，2（1.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081；2.高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081）摘要：为推动铁路桥梁装配化建造，提高铁路基础设施建造质量，以高速铁路桥梁桥面设施为切入点，全面总结装配技术体系的研发过程及研究成果。
通过方案比选，确定装配桥面设施合理的连接方式和结构形式，并通过分析计算，确定满足设计荷载和功能需求的结构尺寸和构造细节；对设计方案进行试验验证，开展工艺试验和静力荷载试验，验证了施工方法的可行性和结构设计的安全性与耐久性。
在总结科研成果的基础上，提出铁路桥梁预制装配桥面设施通用参考图和技术标准。
铁路桥梁预制装配桥面设施技术已在多条新建铁路开展工程应用，效果良好。
该技术的进一步推广发展，可为更高水平的铁路智能建造提供基本条件。
关键词：高速铁路；桥梁；预制装配；防护墙；连接装置；设计计算中图分类号：U448文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）09-0079-08 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.09.0790引言目前，我国正在大力推广装配式建筑，是建筑业转型升级、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平等方面的迫切需求，也是建筑行业从高速发展迈向高质量发展的一个重要指标［1-2］。
高速铁路作为国家重点基础设施建设项目，应为经济高质量发展提供重要支撑，目前铁路隧道装配化已经开展相关科研及试用工作［3］。
与高速铁路标准简支箱梁工厂化预制、机械化安装形成鲜明对比的是，桥面设施建造还停留在桥位上人工逐根绑扎钢筋、浇筑混凝土为主的阶段，制约着铁路桥梁工业化、智能化建造水平的进一步提升。
我国高速铁路桥梁桥面附属设施的防护墙、竖墙采用现浇钢筋混凝土结构，遮板为预制钢筋混凝土结基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（P2018G004）；中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计划项目（2018YJ028）第一作者：苏永华（1980—），男，研究员，硕士。
马来西亚动车组轴箱组装工艺
马来西亚动车组轴箱组装工艺杨金磊【摘要】This paper introduces the structural characteristics,function , and assembly process of the axle box device of bogie for Malaysia EMUs Project. Meanwhile, it focuses on the calculation of pressure assembling force of bearing and the testing of axial clearance of bearing.%介绍了马来西亚动车组项目转向架轴箱装置结构特点及功能、组装工艺，并重点介绍了轴承压装力的计算及轴承轴向游隙的检测。
【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】3页(P19-21)【关键词】轴箱装置;轴承压装力;轴承轴向游隙【作者】杨金磊【作者单位】南车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412000【正文语种】中文0 引言马来西亚动车组即SCS南洋之星动车组项目是中国南车株洲电力机车有限公司依托铁道部引进、消化、吸收再创新的技术平台，是公司首个海外动车项目，此项目为动力分散型、6节编组，最高运行时速160 km，用于马来西亚首都吉隆坡最繁忙的南北线。
而作为走行部关键部件之一的轴箱装置，是公司在原B型车平台基础上开发完成的。
本文主要介绍该项目中轴箱组装工艺内容。
1 轴箱装置结构特点及功能轴箱装置主要是承载车辆全部重量并将载荷传递给轮对，润滑轴颈，减少摩擦，降低运行阻力，同时检测列车的运行状态。
马来西亚动车组轴箱采用螺旋弹簧加垂向油压减震器结构将构架与轮对连接，主要由内外端盖、轴箱体、轴箱轴承、轴端盖、接地装置、速度传感器等组成，如图1所示。
图1 轴箱装置轴箱型式采用迷宫式轴箱，轴箱的密封采用接触密封和非接触密封两种方式，内外端盖与轴箱体之间采用O型密封圈和密封胶来密封，内端盖与轴圈部位采用间隙迷宫式密封。
城际动车组防撞性分析与研究
城际动车组防撞性分析与研究
张琪;叶浩航;唐文语
【期刊名称】《科技资讯》
【年(卷),期】2024(22)3
【摘要】随着轨道列车速度的不断提升,列车的被动安全性日益受到重视。
以某型城际动车组作为研究对象,使用Hypermesh和Ls-Dyna有限元仿真软件对车辆不同的碰撞场景进行了较为详细的仿真模拟分析,获得了车辆在碰撞过程中的速度、变形以及能量变化等关键参数。
从乘客生存空间、纵向平均减速度、车轮抬升等方面验证了车辆的防碰撞性能,可为今后类似列车防碰撞设计提供案例参考和理论依据。
【总页数】8页(P225-232)
【作者】张琪;叶浩航;唐文语
【作者单位】中车青岛四方机车车辆股份有限公司;西南交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】U266
【相关文献】
1.京津城际运行CRH3c动车组68C9故障的分析研究
2.马来西亚动车组防撞性车体设计及碰撞分析
3.动力集中动车组司机室防撞性设计与分析
4.动力集中动车组供电系统设计可靠性提升分析与研究
5.城际动车组头车耐碰撞性研究
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侵入物高速撞击下铰链式动车组的安全性
侵入物高速撞击下铰链式动车组的安全性作者：朱卫张海岳译新苏永章张宸瑜付耿哲来源：《计算机辅助工程》2021年第04期摘要：為探究侵入物高速撞击下铰链式动车组的安全性，在实物三维扫描重构的基础上，构建一种新的活体三维有限元层叠模型，并在LS-DYNA中进行摆锤侧面碰撞分析验证;通过铰链式动车组与活体在110 km/h速度下的碰撞仿真计算，讨论动车组运行的安全性以及吸能装置的可靠性。
结果显示：活体的有限元层叠模型既能保证计算精度，又能提高计算效率;在110 km/h的碰撞速度下，车体加速度为0.117g，轮对抬升量为0.238 mm，车钩每5 m长度的压缩量最大约为1.89 mm。
各项指标都低于EN 15227标准，动车组行车安全性没有受到影响，吸能装置也能可靠工作。
关键词：轨道; 活体侵入物; 耐撞性; 铰链式动车组; 吸能装置中图分类号： U270.12; TB115.1文献标志码： B收稿日期： 2021-10-17修回日期： 2021-11-05基金项目：国家自然科学基金资助项目（51865009）;江西省自然科学基金资助项目（20192BAB206022）作者简介：朱卫（1983—），男，湖南株洲人，工程师，硕士，研究方向为城轨车辆车体研发，（E-mail）********************************************under high-speed impact of invaderZHU Wei1，2， ZHANG Hai3， YUE Yixin1，2， SU Yongzhang1，2，ZHANG Chenyu3， FU Gengzhe3（1. The State Key Laboratory of Heavy Duty AC Drive Electric Locomotive Systems Integration， Zhuzhou 412001， Hunan， China;2. CRRC Zhuzhou Locomotive Co.， Ltd.， Zhuzhou 412001， Hunan， China;3. Key Laboratory of Conveyance and Equipment ofthe Ministry of Education of China， East China Jiaotong University， Nanchang 330013，China）Abstract： To explore the safety of the articulated EMU under the high-speed impact of invader， a new three-dimensional finite element stack model of the living invader is constructed based on the reconstruction of the physical three-dimensional scanning， and the analysis and verification of pendulum side impact is carried out in LS-DYNA. The simulation calculation of impact between the articulated EMU and living body at speed of 110 km/h is done， and the safety of theEMU operation and the reliability of the energy absorbing device are discussed. The results show that the finite element stack model of the living body can not only ensure the calculation accuracy， but also improve the calculation efficiency. At impact speed of 110 km/h， the acceleration of the EMU is 0.117g， the lift of the wheelset is 0.238 mm， and the maximum compression of the coupler length per 5 m is about 1.89 mm. All indexes are lower than the EN 15227 standard， the safety of the EMU operation is not affected， and the energy absorbing device can also work reliably.Key words： rail; living invader; crashworthiness; articulated EMU; energy absorbing device0引言列车运行安全一直是铁路运输的重中之重。
ETS动车组车门控制设计原理分析
ETS动车组车门控制设计原理分析于建顺;李耘茏;陈三猛;陈爱军【摘要】介绍了马来西亚ETS动车组项目车门控制功能,重点分析了车门控制安全保护系统的设计原理,并在马来西亚SCS动车组项目的基础上,对车门控制设计进行了改进.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2018(025)003【总页数】3页(P42-44)【关键词】ETS动车组;车门控制;零速;安全保护;安全回路【作者】于建顺;李耘茏;陈三猛;陈爱军【作者单位】中车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001;中车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001;中车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001;中车株洲电力机车有限公司技术中心,湖南株洲412001【正文语种】中文0 引言车门系统是ETS动车组中非常重要的环节，其安全性能(或实现正常开关门)直接关系到乘客的人身安全，科学合理的设计车门控制安全回路显得尤为重要[1,3]，所以动车组车门在设计上都有一整套完善的安全保护措施。
马来西亚ETS动车组是连接吉隆坡与马来西亚其它城市的主要交通枢纽，车门系统采用了南京康尼机电新技术有限公司生产的单开电动塞拉门。
1 概述马来西亚动车组车辆配置为-MC+Tp+M1+M2+Tp+MC-,每节车客室内每侧各有2扇单开电动塞拉门。
每节车内由1个主门控器和3个从门控器组成，主门控器与MVB车辆总线相连。
其中ETS动车组车开关门采用硬连线控制为主，网络控制作为备用，只有当列车硬连线出现故障时，门机构才可执行网络传输的开关门指令。
2 车门控制的主要功能车门控制的主要功能有集中开关门、本地开关门允许、紧急开关门、零速保护、障碍物探测、列车车门监控旁路功能、再关门功能、紧急情况下的顺次开关门功能、车门隔离、紧急解锁、故障诊断、关门警示功能等。
3 车门控制的原理说明正常情况下，当零速信号有效时，门控器执行硬连线传输的开关门命令。
当硬连线传输开关门指令出现故障时，可旋转司机室继电器柜中的控制切换开关，转换到网络控制。
高速动车组碰撞仿真研究_陈秉智
[ 4- 7]
H IC =
1 a ( t) d t ( t1 - t2 ) t1 - t2 t
1
1 碰撞有限元仿真理论基础
( 1) 目前, 用于大变形碰撞问题的主要应用软件
* 收稿日期 :
2010 - 04- 16 基金项目 : 铁道部计划资助项目 ( 2009J002_E ) 作者简介 : 陈秉智 ( 1971- ), 男 , 教授 , 博士 , 主要从事车辆工程、 计算固体力学等的研究 E -m ai: l chenbingzh i06@ hotma i.l com.
其中 shell单元 593 626 个, solid 单元 1 188 个. 2 . 2 头车装入假人模型 本文只是对假人做 一些简单的初步 仿真分 析 , 所以对 CRH 3 可旋转座椅做了简化处理 , 只用 两个板壳代替, 材料选取弹性材料 , CRH 3 装入座 椅有限元模型如图 1 所示 .
第 32 卷 第 1 期 2011 年 2 月
大 连 交 通 JOURNAL OF DAL I AN
大 学 学 报 JI AOTONG UN I VER SI TY
Vo. l 32 N o . 1 F eb. 2011
文章编号 : 1673- 9590( 2011) 01 - 0011-06
高速动车组碰撞仿真研究
+ fi = xi
式中 ij 为柯西应力; f i 为单位质量体积力; x i 为 加速度 . 质量守恒方程 式中 为相对体积; 质量密度. 能量方程 E = VS ij 式中 S ij =
ij ij
= 0 为当前质量密度 ;
( 3) 0 为初始
- (p + q ) V
( 4) /3 - q, V为现
马来西亚E TS动车组客室内饰安装工艺重难点
马来西亚E TS动车组客室内饰安装工艺重难点
周源;肖和才;陈书红
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2016(0)5
【摘要】结合马来西亚E TS动车组具有地域性文化特色的客室内饰，着重选取新型的内饰结构进行分析，阐述了内饰安装实现过程中出现的工艺重难点，提出了相应的解决方案，并制定了相应的质量检验和控制项点。
【总页数】3页(P21-23)
【作者】周源;肖和才;陈书红
【作者单位】中车株洲电力机车有限公司城轨事业部，湖南株洲412001;中车株洲电力机车有限公司城轨事业部，湖南株洲412001;中车株洲电力机车有限公司城轨事业部，湖南株洲412001
【正文语种】中文
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动车组铝合金车体结构强度分析的开题报告
动车组铝合金车体结构强度分析的开题报告一、选题背景随着高速铁路的不断发展，动车组作为高速铁路主要的运输工具之一，在近年来得到了广泛的应用。
动车组采用铝合金材料作为车体结构的主要材料已成为普遍的趋势，因为铝合金材料具有轻质、强度高、耐腐蚀、成形性好等特点。
因此，本文选择动车组铝合金车体结构强度分析作为课题研究的内容。
二、研究目的本文的研究目的是分析动车组铝合金车体结构的强度，包括材料的本构关系、应力分析、应变分析、断裂力学等方面的内容。
通过对动车组铝合金车体结构的强度分析，可以了解铝合金材料在高速列车结构中的适用性，为动车组车体结构的设计和优化提供理论依据。
三、研究内容1. 动车组铝合金材料的本构关系研究通过实验和数值模拟的方法，研究动车组铝合金材料的本构关系。
通过对材料性能的分析，建立材料模型，确定材料参数，为后续的应力分析和应变分析提供材料基础数据。
2. 动车组铝合金车体结构的应力分析研究基于有限元数值模拟方法，对动车组铝合金车体结构进行应力分析，分析车体结构在车辆行进过程中受到的应力分布情况。
确定结构强度和刚度，寻找存在的问题和缺陷。
3. 动车组铝合金车体结构的应变分析研究根据动车组铝合金车体结构的应力分析结果，进行应变分析。
通过对应变分析的结果进行分析，评估车体结构材料在实际工作环境中的应力变形情况，为车体结构的设计和优化提供依据。
4. 动车组铝合金车体结构的断裂力学研究研究动车组铝合金车体结构在实际工作环境中的断裂力学特性。
采用断裂力学的理论和方法，对材料及结构断裂特性进行分析，为车体结构的耐久性设计提供理论基础。
四、研究方法在研究过程中，主要采用实验、数值模拟和分析等方法进行研究。
主要研究工具包括有限元分析软件、高速列车模拟测试设备、车体应变测试仪、破裂试验设备等。
五、预期成果通过对动车组铝合金车体结构强度分析的研究，预计能够获得以下预期成果：1. 动车组铝合金车体材料本构关系和性能特点的研究成果。
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马来西亚动车组防撞性车体设计及碰撞分析苏永章,孙建国,胡桂明(南车集团株洲电力机车有限公司,湖南株洲412001)摘要:对马来西亚动车组车体结构的防撞性进行详细的阐述,运用LS-DYNA软件对仿真分析模型进行了碰撞仿真分析,得到了车体在碰撞过程中的变形、吸能情况、碰撞力及速度变化等一系列参数的变化规律,验证了车体结构防撞性设计的合理性。
关键词:动车组;防撞性;车体;碰撞;有限元The crashworthiness design of Malaysia EMU carbody and Impact CalculationSU Yong-zhang,SUN Jian-guo,H U Gui-ming(CSR Zhuzhou Electric Locomotive Co,Ltd.,Zhuzhou412000,Hunan)Abstract:The crashworthiness of Malaysia E MU carbody has been detailed in this paper,the i mpact analysis of the model has been completed by using the software of the LS-DYNA,the change rules of the impact deformation,the energy absorbability,the i mpact force and velocity have been obtained,the carbody crash worthiness has been validated.Keyword:EMU;crashworthiness;carbody;impact;finite elementdoi:10.3969/j.issn.1006-8554.2012.10.0090引言随着轨道车辆速度及载重的不断提高,车辆碰撞事故呈不断上升的趋势,造成的人员伤亡及经济损失也是触目惊心。
因此,车辆防撞性的设计越来越受到重视。
大量的学者和设计人员对车体防撞性进行了研究,并得到了许多具有指导意义的结论[1]。
1防撞性车体设计1.1设计原理防撞性列车的设计一般是在车体端部安装能量吸收装置和设置一定的变形区域,尽可能多地吸收列车碰撞时的动能。
能量吸收装置主要指的是车钩,它能够吸收车辆低速碰撞产生的能量,并且能够恢复使用。
防撞性车体应该包括可变形区域和不可变形区域2个部分,车体的两端为可变形区域,由它来吸收高速碰撞的动能,客室为不可变形区域,这样能保证乘客和司机有足够的生存空间。
1.2结构设计根据防撞性车体的设计原理可知,防撞性车体的设计必须满足刚度匹配要求及强度要求。
马来西亚动车组车体的纵向刚度设计成端部弱,中间强。
车体的端部结构设计成能够通过塑性变形来吸收碰撞产生的能量。
中间客室结构足够强,以至于碰撞过程中不会产生塑性变形,保证了足够的乘客生存空间。
车体纵向刚度分配图如图1所示。
车体端部结构设计成具备足够的强度,且能够使碰撞时力合理地传递。
在高速碰撞时,车体端部能够按照预定的方式塑性变形。
马来西亚动车组车体端部按照欧洲标准EN126635铁路应用-铁路车身的结构要求6进行了强度校核,载荷的施加如图2所示。
通过强度校核,车体端部结构具有足够的强度抵抗一定的碰撞;牵引梁和缓冲梁处能够抵抗冲击力达1500kN的碰撞,能够在低速碰撞时保证车钩吸收全部的能量,且车体不发生任何破坏。
图1车体纵向刚度分配图图2载荷施加图2车体碰撞分析根据技术合同要求,列车以35k m/h的速度撞击40t静止的卡车,在发生以上碰撞时,前端变形区域产生有序的可控的塑性变形,除车体端部的能量吸收结构变形区之外,其他部位不得产生永久性变形。
对比EN152275铁路车辆车体的仿撞性要求6标准[2],马来西亚项目技术合同的要求更为苛刻,因此马来西亚动车组防撞性设计难度非常大。
本文采用UG与AUTOCAD结合建立车体几何模型,由于马来西亚动车组车体纵向基本对称,因此只建立了车体一半几何模型,左右不对称的部位通过后续更改单元网格实现。
技术研发TECHNOLOGY AND M ARKETVol.19No.10,2012本文采用Hypermesh 对几何模型进行网格划分,由于计算资源有限,单元大小选择了40mm;为了满足碰撞分析的精度,碰撞区域进行了细化。
车体仿真模型共包含748246个单元。
模型主要是由壳(shell)单元和实体(solid)单元构成。
碰撞仿真分析有限元模型如图3所示。
图3 碰撞有限元模型2.1 车体有限元模型的建立整列车的碰撞分析模型比较庞大,如果每节车所有细节都考虑到有限元模型当中,不仅模型较大,计算资源难以满足,且没有必要,因此,列车碰撞模型进行了一些简化。
碰撞过程中,真正参与碰撞的是MC 车即带司机室的头车,因此碰撞分析模型中只对MC 车进行了细节考虑,而其他的5节车忽略了细节。
由于马来西亚动车组车钩吸能最大只有110KJ,相对整个碰撞过程中的能量,车钩吸能比较小,为了建模方便,在碰撞分析中忽略车钩缓冲吸能对碰撞的影响,每节车之间的车钩采用的是实体车钩模型。
MC 车Ñ端车钩有限元图如图4所示。
MC 车Ñ端端部还设置了碰撞缓冲区域,由一些薄壁梁构成,有限元模型如图5所示。
2.2卡车模型的建立图4车钩有限元图图5 车体缓冲区域本文简化了40t 卡车的结构。
卡车结构的示意图如图6所示,有限元模型如图7所示,卡车不足的重量通过在卡车底部和侧墙均布质量点的方式加载。
图6 卡车结构图7 卡车有限元模型2.3 碰撞仿真分析结果及讨论列车以35k m/h 的速度与静止的卡车相撞后,在0ms 到400ms 过程中车体与卡车变形图如图8所示。
图8 车体与卡车变形图从图8变形图可知,整个碰撞过程中,MC 车除了前端缓冲区域产生了塑性变形,其他部位没有产生永久性变形。
图9、图10及图11分别为碰撞过程中的能量变化图、速度变化图及车钩冲击力变化图。
从图9可知,碰撞过程中总能量是没有变化,损失的部分动能转化为内能。
图10显示的是碰撞过程中的速度变化,从图中可知,在300ms 时,列车和卡车的速度开始保持一致,这时动能没有损失了,可以表明列车与卡车停止剧烈的碰撞。
图11反映了车钩冲击力的变化,在50ms 时刻,车钩所受的碰撞力最大,大约1300kN 。
车体静强度是按照最大纵向压缩载荷1500k N 考核的,由此可知,碰撞(下转第19页)用正版5导线平差2.06平差。
高程采用四等水准引入各导线点。
5贯通误差计算引水洞设计贯通面在1#、2#施工支洞进入主洞后中部,其贯通面的桩号为引2+816.925。
按一级导线技术指标进行控制,根据表1估算洞外误差所引起的横向贯通误差。
表1等级导线长度(KM)测角中误差(d)边长相对中误差四<2.5?4.01/10000导线测角、测边的误差引起的横向贯通误差的计算公式如下:m y B=?m B d/Q d E R2xm yl=?m l/l E d2y式中:Q d=2062650、m B d为导线的测角中误差,ml/l为导线边长的相对中误差,E R2x为测角的各导线点至贯通面的垂直距离的平方和,E d2y为各导线边在贯通面上投影长度平方的总和。
对一级导线而言m B d=?4d,m l/l=1/10000,对洞外控制网而言E R2x=1013.846m,E d2y=241.397m,代入上式m y B=?20m m,m yl=24.1mm则洞外误差引起的横向贯通误差为:Mq1=?m2y B+m2yl=?31.1mm洞内导线测角、测边的误差引起的横向贯通误差,对于等边直伸的引水洞导线来说,导线的测角误差引起横向误差,而测边的误差与横向误差无关。
这是因为地下导线一般为等边直伸支导线,而由测角引起的横向贯通误差可按下式估算: Mq2=?(nsm B d/Q d)2@(n+1.5)/3式中n=6,s=200m,m B d=?4d,代入上式计算得Mq2=?36.8mm在1#、2#施工支洞洞口的控制点,1#-1、2#-1至贯通面分别为1227.232m和1300m,测角的中误差为?4d,则通过1#、2#施工支洞洞口的控制点,1#-1、2#-1测角、测边所引起的横向贯通误差计算分别为:Mq3=?4/206265@1227.232=?23.8mmMq4=?4/206265@1300=?25.2mm综上所述,按上面设计的洞外控制网、洞内控制网和测角、测边的误差所引起的横向贯通误差预计值的综合值,可根据测量误差传播定律按下式计算:Mq=?M2q1+M2q2+M2q3+M2q4=59.3mm通过以上计算说明,引水隧洞横向贯通误差Mq,小于设计限差(限差为[75mm),测量控制网的设计及测量合理,是切合实际可行的。
6结语古学电站引水洞的施工测量中的边角交会定点、导线测量计算、断面面积计算、四等高程网平差计算要根据坐标和导线精度来决定,看其是否满足规范要求的精度。
通过计算说明,此方法是根据引水隧洞的实际地形、地质条件及隧洞设计等技术规范,制定和实施该隧道测量控制网的设计方法,理论上是严谨的,方法是切合实际可行的,可以在本标段引水隧洞工程中实施。
(上接第17页)图9能量变化图图10速度变化图图11车钩冲击力变化图过程中车体是十分安全。
3结语本文通过对马来西亚动车组碰撞仿真分析,得到了车体碰撞区域的变形、能量、速度及冲击力变化图,很好地验证了车体的碰撞性能,通过计算结果可知,马来西亚动车组车体防撞性设计是满足技术要求的。
参考文献:[1]陈秉智,杨慧芳,兆文忠.高速动车组碰撞仿真研究[J].大连交通大学学报,2011,32(1):11-16.[2]B S E N15227-2008,铁路车辆车体的仿撞性要求[S].2008.。