高速列車主動式被動保護及軌跡保持技術
列車碰撞事故造成的重大人員傷亡觸目驚心,世界各國都在致力于研制耐沖擊吸能列車來耗散沖擊動能,由于受到列車載重、車鉤及結構外形的限制,傳統設計方法只能被動挨撞。本成果創新性地提出了列車主動式碰撞吸能保護體系,突破了車輛被動安全保護的技術局限,解決了與列車碰撞能量耗散及運行軌跡保持相關的三個關鍵技術問題。
1.列車碰撞主動式被動保護技術
研發列車碰撞主動式被動保護下,力流/能量流協同控制的能量耗散技術及主被動吸能裝置,突破了車鉤等裝置對吸能結構的限制,拓展了吸能結構變形空間。克服列車碰撞時頭車破壞嚴重的短板效應,挖掘列車的吸能潛力,在不改變車輛主體結構的情況下,僅地鐵列車的安全碰撞速度可以達到36km/h,吸能能力比標準提升107%。重聯動車組在36km/h碰撞速度下結構依然完整,吸能提升約100%。
2.列車碰撞軌跡自保持技術及裝置
構建了碰撞防偏/爬—防脫軌—防掉線三重安全保護系統,包括被動凸凹嵌套動態自適應對心防偏/爬、多點約束防脫軌、結構剪切耗能防掉線三大關鍵技術,實現碰撞過程中車體自動對心,減少爬車事故的發生;突破了世界范圍內沒有防脫軌裝置的局限,有效避免脫軌、傾覆造成的二次碰撞及列車掉線等后繼事故,構建列車碰撞軌跡自保持技術體系。已應用于400km/h高速列車、城軌列車、自適應轉向架的碰撞軌跡保持設計。
3.全行程漸進塑變技術及低峰值力吸能結構
針對吸能結構殘余行程長、初始峰值力過高、撞擊力波動劇烈等致使人員傷亡問題,研發了結構全行程線性漸進塑變吸能、初始撞擊力抑制兩大技術,發明了撞擊力平滑、初始峰值力低、壓縮率高的系列吸能結構,吸能結構壓縮率和壓縮力效率均達90%以上且變形有序,解決了有限空間內高能量耗散難題。
中南大學
2022-12-22