检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1218-1230页

作者：姚曙光谢旻翰李治祥张鹏董云辉中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

为有效缓解交通运输压力,采用动车组重联运行可以成倍提高载客量,然而一旦发生碰撞事故,巨大的碰撞能量将造成严重的乘员损伤和财产损失,长编重联动车组碰撞能量管理已成为重点研究对象。本文提出均匀耗散和集中耗散2种碰撞能量管理模式... 详细信息

为有效缓解交通运输压力,采用动车组重联运行可以成倍提高载客量,然而一旦发生碰撞事故,巨大的碰撞能量将造成严重的乘员损伤和财产损失,长编重联动车组碰撞能量管理已成为重点研究对象。本文提出均匀耗散和集中耗散2种碰撞能量管理模式,以头车和中间车车端的吸能装置平台力和压缩行程为设计参数,基于KNN、MLS、RBF和RF的4种机器学习算法,开展长编重联动车组碰撞能量管理方案优化设计。研究结果表明:预测头车吸能量和中间车自身耗散能量方差的最优机器学习模型分别是MLS和RBF,相对误差均在4%以内;头车和中间车的吸能元件平台力是影响头车界面吸能量的主要参数,中间车吸能装置参数是影响中间车界面碰撞能量分布是否均匀的主要参数;集中耗散模式下头车和重联界面吸收了碰撞能量48.24%,中间车界面吸收了碰撞能量51.76%,该能量分配模式要求头车前端吸能装置具有更高的吸能量;均匀耗散模式下头车和重联界面吸收了22.75%的碰撞能量,中间车界面吸收了77.25%的碰撞能量,该能量分配模式会增大车间距导致列车长度增加;优化获得的2种碰撞能量管理方案都能在时速36 km/h对撞工况下保证长编重联动车组车体结构完整,且车体120 ms最大平均加速度分别为2.64g和2.36g。

关键词：长编重联动车组碰撞能量管理多目标优化 NSGA-Ⅱ 机器学习

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列车一维碰撞能量管理的综合评价模型

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西南交通大学学报 2021年第6期56卷 1329-1336页

作者：张敬科朱涛王小瑞肖守讷阳光武杨冰西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了更科学全面地对列车碰撞能量方案进行配置和评价,以列车最大平均加速度、最大瞬时加速度和能量利用率为评价指标,利用序关系分析法和熵值法得到的主、客观指标权重推导出更加合理的综合权重系数;采用非线性加权综合法融合权重信息... 详细信息

为了更科学全面地对列车碰撞能量方案进行配置和评价,以列车最大平均加速度、最大瞬时加速度和能量利用率为评价指标,利用序关系分析法和熵值法得到的主、客观指标权重推导出更加合理的综合权重系数;采用非线性加权综合法融合权重信息和评价指标信息,获得了列车一维碰撞能量管理综合评价模型;采用此模型对某型列车的15种能量配置方案进行综合评价.研究结果表明:此模型综合评价结果与各指标性能变化幅度分析结果一致,具有较好的适用性和可靠性;方案4为最优方案,其最大瞬时加速度指标性能比方案8下降14.03%,但最大平均加速度指标性能和能量利用率指标性能分别比方案8提升了4.92%和19.44%;该结果既体现了对安全性影响最大的最大平均加速度指标的重要性,又综合考虑了与经济性相关的能量利用率指标.

关键词：碰撞能量管理序关系分析法熵值法综合评价模型

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基于碰撞能量管理的轻卡驾驶室结构优化

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机械设计与研究 2024年第3期40卷 176-180页

作者：陈冬民张雅萍王丽娟陈宗渝李小文江铃汽车股份有限公司南昌330208 南昌大学南昌330036

为了能够提升轻卡车型的安全性能,基于碰撞能量管理(CEM)提出了车辆耐撞性设计原则:有限空间内对刚性区域和吸能区域进行合理规划,从而保证乘员的生存空间。随后针对商用车正面双A柱撞击试验这一新兴测试工况,将该设计原则应用在了某轻... 详细信息

为了能够提升轻卡车型的安全性能,基于碰撞能量管理(CEM)提出了车辆耐撞性设计原则:有限空间内对刚性区域和吸能区域进行合理规划,从而保证乘员的生存空间。随后针对商用车正面双A柱撞击试验这一新兴测试工况,将该设计原则应用在了某轻卡驾驶室结构优化中,提出了优化策略并细化了工程优化方案。仿真和实车试验结果表明:优化方案在改善生存空间侵入量方面取得了很好的效果。因此,该设计原则及其优化策略可为商用车驾驶室耐撞性优化指明方向。

关键词：碰撞能量管理双A柱碰撞试验吸能区域刚性区域

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市域列车耐碰撞车体碰撞能量管理研究

市域列车耐碰撞车体碰撞能量管理研究

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作者：刘沛西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国客运列车运行速度的不断提高和载客量的不断增大,车体结构的耐碰撞性能受到了广泛的关注,而在车体结构设计时采用合适的碰撞能量管理(CEM)策略是改善车体结构耐碰撞性能的主要措施。因此,为了进一步改进轨道车辆车体耐碰撞性能... 详细信息

随着我国客运列车运行速度的不断提高和载客量的不断增大,车体结构的耐碰撞性能受到了广泛的关注,而在车体结构设计时采用合适的碰撞能量管理(CEM)策略是改善车体结构耐碰撞性能的主要措施。因此,为了进一步改进轨道车辆车体耐碰撞性能,本文基于美国AAR S-034和APTA SS-C标准要求,采用非线性有限元法,研究了某市域列车的CEM策略,提出了一种吸能过程有序可控的CEM系统,并对车体结构变形控制方法以及在AAR和EN15227标准规定碰撞场景下列车碰撞力变化与能量吸收情况进行了研究。建立合理、准确的列车FE模型是轨道列车碰撞性能分析的基础,本文用LS-DYNA的点焊功能来模拟牵引装置与车体枕梁之间的连接螺栓、悬挂系统采用预压力的方法,为了模拟轮对的旋转运动,在轮对与轴箱之间建立转动副,并给轮对施加了转动角速度;在附加吸能装置建模时,研究了卸载控制方法对加—卸载过程的影响;为了提高列车碰撞建模效率,对部分重复性建模工作采用了高效的程序化前处理方法。基于AAR标准规定的轨道车辆碰撞能量管理设计,重点分析了轨道车辆CEM原则、要求和实现手段或途径,提出了一种“蜂窝铝芯—薄壁管”组合式分级吸能组件,通过对比分析不同锥度的薄壁管对压溃吸能和变形过程的影响,获得铝芯和薄壁管的较佳组合形式;利用组合式分级吸能组件分别对某市域列车司机室结构和中间车车体端部结构进行了CEM系统设计,通过准静态压溃和整车撞击刚性墙工况,对比安装CEM系统前后司机室结构和中间车端部结构的变形吸能情况,研究表明司机室结构和中间车端部结构采用合理的CEM系统设计,能够显著提高车辆的耐碰撞性能。车体碰撞变形形态是轨道车辆碰撞安全性设计的重要内容,基于“伪塑性铰”原理和AAR标准CEM设计的要求,提出了对中间车端部的顶盖、底架等主要结构的变形控制方法,对底架、顶盖和整车进行了纵向压缩变形形态研究,并参考英国ECE R66标准研究了车体的横向翻滚碰撞变形形态。根据AAR标准规定的列车碰撞场景,并结合欧洲EN 15227标准确定相应碰撞场景下的边界条件,分别研究了某8编组市域列车与同类同编组的静止列车对撞、与单节静止货车对撞时列车界面处的纵向力变化和界面能量分配情况,为新型市域列车车体结构提供CEM设计的理论依据。

关键词：耐碰撞性能碰撞能量管理车体蜂窝铝芯—薄壁管碰撞变形形态

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轨交车辆碰撞能量管理方案设计及评估研究

轨交车辆碰撞能量管理方案设计及评估研究

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作者：杨晓辉哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

碰撞能量管理(CEM)是车体耐撞性的核心内容,通过对缓冲吸能装置合理的布置,使得缓冲吸能装置可以有序且可控的吸收碰撞能量,以提高车体耐撞性的一种设计方法。这不仅要求在碰撞时车体的结构不被破坏,而且对碰撞加速度的大小进行限制。... 详细信息

碰撞能量管理(CEM)是车体耐撞性的核心内容,通过对缓冲吸能装置合理的布置,使得缓冲吸能装置可以有序且可控的吸收碰撞能量,以提高车体耐撞性的一种设计方法。这不仅要求在碰撞时车体的结构不被破坏,而且对碰撞加速度的大小进行限制。这能够有效的降低碰撞发生时由于生存空间受到压缩和二次碰撞而导致司乘人员受伤带来的可能性。在轨道交通车辆碰撞能量管理方案设计中,对缓冲吸能装置的研究必不可少,其拟合成的缓冲吸能曲线可以作为碰撞能量管理方案设计的输入,通过仿真分析可以计算出一定碰撞速度下的车体加速度曲线,该曲线可以作为司乘人员被动安全性分析的输入。因此本文将从缓冲吸能装置性能分析、碰撞能量管理方案设计以及乘员碰撞安全性研究等方面对所分析的问题进行研究。具体过程如下:首先,分析速度对缓冲吸能元件吸能的影响。针对缓冲器、压溃管和防爬器等吸能元件进行了分类和简介。研究胶泥缓冲器时主要进行了动静态的仿真和实验工作;压溃管主要是针对扩张式进行了静态和动态的仿真和实验;防爬器则对其主要吸能元件蜂窝块进行了分析。之后将上述吸能装置的动态吸能曲线拟合成一条吸能曲线,作为碰撞能量管理方案设计的输入。其次,对车辆碰撞系统进行一维仿真建模。研究了缓冲器阻抗力计算和碰撞能量管理设计方法,结合上一章节拟合的吸能曲线作为碰撞能量管理设计输入。提出碰撞能量管理设计方法,考虑到列车的载荷和边界条件,对列车碰撞吸能特性以及在碰撞中的力学响应进行分析,包含了车体速度、加速度、界面力、行程等方面。其中加速度为主要考虑的因素,作为下一个章节碰撞安全性分析的输入。最后,分析了发生碰撞时乘员的安全性。首先介绍了乘员二次碰撞使用的Hybrid III型模型以及乘员损伤判断的依据,结合我国现行的某地体列车尺寸参数建立了乘员二次碰撞的站姿和坐姿模型结构。输入上一章节的加速度曲线进行仿真分析,对乘员二次碰撞伤害情况进行评价。

关键词：碰撞能量管理缓冲器压溃管防爬器假人碰撞

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基于碰撞能量管理的电力机车耐撞性设计与分析

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铁道机车与动车 2022年第6期 1-7页

作者：张江田黄明惠朱涛肖守讷中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为提高电力机车被动安全性,以某型电力机车车体为研究对象,基于碰撞能量管理(简称:CEM)原则,对车体结构进行包括推回式车钩设计和吸能防爬装置设计在内的CEM系统设计。在此基础上,对电力机车车体结构进行了典型工况下CEM系统设计前后的... 详细信息

为提高电力机车被动安全性,以某型电力机车车体为研究对象,基于碰撞能量管理(简称:CEM)原则,对车体结构进行包括推回式车钩设计和吸能防爬装置设计在内的CEM系统设计。在此基础上,对电力机车车体结构进行了典型工况下CEM系统设计前后的耐撞性对比分析。结果表明:机车最大平均加速度减小了2.49g,峰值界面力减小了472 kN,碰撞前后司机室纵向生存空间比增加了12.54%,碰撞稳态力大幅降低,车体结构各项耐碰撞性能指标均能满足相关要求,验证了机车碰撞能量管理设计的合理性与有效性,提升了该型机车的耐撞性能。

关键词：碰撞能量管理机车耐撞性推回式车钩吸能防爬装置

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美国铁路客运车辆和城轨车辆碰撞能量管理设计对车钩系统的要求

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铁道车辆 2017年第5期55卷 9-12页

作者：阎锋陈凯刘辉刘旭东王玉伟中车青岛四方车辆研究所有限公司山东青岛266031

介绍了美国铁路客运车辆和城轨车辆碰撞能量管理设计对车钩系统的要求,以及车钩系统释放载荷与车体结构压缩载荷的关系。

关键词：铁路客运车辆城轨车辆碰撞能量管理车钩系统要求

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基于机器学习的列车碰撞能量管理优化方法

基于机器学习的列车碰撞能量管理优化方法

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：郑绍东敬霖刘凯唐兆王开云西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室

随着铁路车辆运行速度的不断提高,列车的被动安全性能越来越受到人们的关注。本文采用机器学习和多目标优化集成方法,提出了一种高效的列车碰撞能量管理优化策略。建立了八编组列车的有限元模型来进行列车间的碰撞仿真,对后处理数据进... 详细信息

随着铁路车辆运行速度的不断提高,列车的被动安全性能越来越受到人们的关注。本文采用机器学习和多目标优化集成方法,提出了一种高效的列车碰撞能量管理优化策略。建立了八编组列车的有限元模型来进行列车间的碰撞仿真,对后处理数据进行特征提取,构建了机器学习列车碰撞数据库。以列车吸能结构的不同吸能参数为研究对象,采用机器学习方法建立了头车碰撞界面能量吸收(Ea)和中间车碰撞界面能量吸收标准差(σ)的预测模型。基于碰撞能量管理的思想,以头车碰撞界面能量吸收最大和中间车碰撞界面能量吸收标准差最小为优化目标,将碰撞能量吸收机器学习预测模型作为多目标优化算法的适应度函数,对列车吸能结构参数进行优化。研究结果表明,340组样本数据足以构建机器学习能量吸收预测模型;与Random Forest、ExtraTrees和GBDT相比,XGBoost对Ea和σ的预测效果最好,R2分别达到了0.958和0.943。优化后的Ea提高了10.51%,σ降低了12.59%;碰撞能量管理列车在瞬时加速度、生存空间和碰撞界面力峰值等方面表现出了更好的耐撞性能。结果证明了所提出方法对列车碰撞能量管理优化的有效性。

关键词：列车被动安全机器学习碰撞能量管理优化方法

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某城轨车辆碰撞能量管理系统研究

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机车电传动 2019年第1期 104-108页

作者：刘沛米彩盈陈晶晶西南交通大学机械工程学院四川成都610031 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

为了改进某城市轨道车辆车体耐碰撞性能,根据美国AAR S-034标准要求,建立了一种基于蜂窝铝芯和锥形薄壁方管结构的碰撞能量管理(CEM)系统,利用LS-DYNA平台,对该CEM子系统的撞击性能进行了分析,并对比了安装CEM系统前后整车撞击刚性壁障... 详细信息

为了改进某城市轨道车辆车体耐碰撞性能,根据美国AAR S-034标准要求,建立了一种基于蜂窝铝芯和锥形薄壁方管结构的碰撞能量管理(CEM)系统,利用LS-DYNA平台,对该CEM子系统的撞击性能进行了分析,并对比了安装CEM系统前后整车撞击刚性壁障的界面力-位移曲线和加速度-时间曲线。研究表明:"铝芯-薄壁管"组合式吸能结构可以使压溃变形过程有序进行,且具有较低的撞击力初始峰值;采用文中的CEM系统可显著提高车体端部结构的耐碰撞性能。

关键词：碰撞能量管理蜂窝铝芯锥形薄壁方管端部结构耐碰撞性能

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采用多目标进化算法的列车碰撞能量配置方案优化

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中国机械工程 2021年第18期32卷 2262-2267页

作者：吕天一肖守讷朱涛张敬科王小瑞李玉如阳光武杨冰西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为研究列车碰撞过程中车钩缓冲装置的阻抗力对列车碰撞能量吸收的影响,建立了列车纵向碰撞的动力学模型。以最大平均加速度、最大瞬时加速度、车体最大塑性变形量为优化目标,以车钩的阻抗力为优化参数,通过NSGA-Ⅱ算法得到了最优解集合... 详细信息

为研究列车碰撞过程中车钩缓冲装置的阻抗力对列车碰撞能量吸收的影响,建立了列车纵向碰撞的动力学模型。以最大平均加速度、最大瞬时加速度、车体最大塑性变形量为优化目标,以车钩的阻抗力为优化参数,通过NSGA-Ⅱ算法得到了最优解集合,随后建立针对优化目标的综合评价体系并选取最优解。优化后列车的碰撞加速度相较优化前有所减小的原因是车辆两端界面力差值较小。

关键词：碰撞能量管理进化算法列车动力学车钩缓冲装置

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