列車碰撞安全性分析

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1、列車碰撞安全性分析列車碰撞安全性研究發(fā)展與應(yīng)川吳雪峰（中南人學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，長沙，410075）摘要：論文詳細(xì)地介紹了國內(nèi)外列車碰撞研究的必要性和基本理論，較系統(tǒng)的闡述了國內(nèi)外列車碰扌童研究的發(fā)展?fàn)顩r，最后概述了碰撞研究中的一些設(shè)計方法以及在實(shí)際中吸能元件的簡單應(yīng)用。關(guān)鍵詞：碰撞研究；基本理論；發(fā)展?fàn)顩r；設(shè)計方法；應(yīng)用TheDevelopmentandApplicationofTrainCrashSafetyResearchWUXueFeng（SchoolofTrafficandTransportatio

2、nEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075）Abstract:Thepaperdescribestheneedofdomesticandinternationaltraincollisionsresearchandthebasictheoryindctai1?Andsystematiclyelaboratethedevelopmentofthetraincollisionstudiesathomeandabroad.Finally,Thearticle

3、overviewsomeofthedesignoncol1isionsandthesimpleapplicationofenergyabsorptioncomponentsinpractice.Keywords:Col1isions;Basictheory;Developmentstatus;Designmethods;Applications1、引言在交通運(yùn)輸業(yè)中對車輛的運(yùn)行安全一直是公眾關(guān)注的焦點(diǎn),尤其對行駛中的客運(yùn)午輛發(fā)生意外碰撞、斷軸或傾覆脫軌等重大事故一旦發(fā)生,如果不能在瞬間將巨大的動能耗散，必將車

4、毀人亡,造成嚴(yán)重的人身傷亡和重大的財產(chǎn)損失。同汽車碰撞事故相比，雖然列車發(fā)生碰撞的概率要小于汽車發(fā)生碰撞的概率，然而一口發(fā)生意外事故，同樣會帶來嚴(yán)巫后果。例如：2001年8月3日，美國芝加哥市發(fā)生高架鐵路2輛輕軌列車追尾事故，141人受傷。2005年1月17H,曼谷2列地鐵列車在市區(qū)國家文化中心車站相撞，列車上約有700名乘客，造成約200人受傷。2005年3月10日，在阿根廷首都布宜諾斯艾利斯，由于1列火車司機(jī)違章，未按信號指示行車，造成2列城市列車追尾相撞，131名乘客受傷等［1-2］o據(jù)文獻(xiàn)［3-5］介

5、紹,英國在1972年一1981年10年間，鐵路運(yùn)輸發(fā)生重大事故達(dá)83次,死亡人數(shù)共計68人;在1980年—1989年10年間，造成死亡人數(shù)增至165人,增幅達(dá)140%。我國多年來列車正面沖突、尾追重大意外事故也時冇發(fā)牛,90年代滬寧線旅客列車」E而沖突造成80多名旅客榷難，京廣線客車尾追重人事故造成數(shù)10人傷亡,08年4.28事件等。這一系列慘痛事件迫使人們?nèi)ふ宜^的第二安全措施（相對于行車信號而言），即車輛白身結(jié)構(gòu)防碰撞性能的研究。因此，近I?多年來防撞午輛的設(shè)計研究便應(yīng)運(yùn)而生，許多國家在詼路機(jī)車車輛、城

6、市軌道車輛（地鐵、輕軌車輛）的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，提高客室的耐撞性，在車體的特定部位設(shè)置碰撞能量吸收裝置和防爬裝置，以期達(dá)到發(fā)生意外碰撞時能吸收大部分碰撞動能和防爬車FI的，從而最大限度地減少人員的傷亡。英國鐵路（BR）與歐洲鐵路研究組織(ORE)在防撞車的研究屮，進(jìn)行了人量的基礎(chǔ)性試驗(yàn)研究利現(xiàn)車的碰撞試驗(yàn)，所獲得的成杲可直接用于防撞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計。車輛的安全性分為主動安全性和被動安全性。前者是指預(yù)防事故發(fā)生的安全措施；后者是指發(fā)生事故時對乘員進(jìn)行保護(hù)的安全措施，如提高車輛結(jié)構(gòu)的耐撞擊性和采用各種安全約束保護(hù)系統(tǒng)等。處

7、于對乘〔客安金的關(guān)心與重視，近年來，對車輛被動安金性的評估已成為一個重要的研究課題。2、國內(nèi)外研究概況碰撞安全問題作為現(xiàn)代車輛設(shè)計中以人為本思想的重要組成部分而成為近年來國際國內(nèi)車輛設(shè)計研究的一個熱點(diǎn)。盡管軌道列車系統(tǒng)中采用了大量的主動安全性措施，但是仍然不能完全消除造成乘客嚴(yán)重傷害的列車碰撞事故。為使事故造成的損失最小，人們逐步認(rèn)識到，在設(shè)計車輛時充分考慮車輛耐碰撞性能的重要性。英國足較早進(jìn)行耐沖擊車體研究的國家，20世紀(jì)90年代，在英國鐵路管理委員會內(nèi)成立了專門從事列車碰撞問題的研究機(jī)構(gòu)。對鐵道車輛結(jié)構(gòu)耐

8、碰撞性和吸能元件，如GRPI員1管進(jìn)行較深入的理論分析、計算機(jī)仿真和試驗(yàn)研究。設(shè)計出如圖1所示帶司機(jī)室的防碰撞車輛的前端結(jié)構(gòu)［1］。團(tuán)1英國鐵路前抑車輛司機(jī)重結(jié)秋當(dāng)發(fā)生碰撞時在乘客區(qū)域發(fā)生變形前，通過壓縮車鉤緩沖器以及GRP能量吸收管和前端底架的有序塑性變形吸收掉1MJ能量。法國國營鐵路從1998年開始進(jìn)行列車耐碰撞性能研究。利用大型有限元軟件對兩起發(fā)生在平交道口的列車碰撞事故進(jìn)行了仿真再現(xiàn)分析，一