本发明专利技术涉及轨道车辆的安全装置，公开了一种轨道车辆耐碰撞安全装置，包括前横梁、纵梁、副纵梁、主吸能箱和侧吸能箱，所述纵梁的一端与前横梁连接，另一端与主吸能箱连接，所述副纵梁的一端与前横梁连接，另一端与侧吸能箱连接，且该副纵梁位于所述纵梁的外侧，所述前横梁和纵梁为箱型封闭梁，在该前横梁和纵梁的交接处设有焊接加强板，且所述纵梁侧面挖设有数个孔。本发明专利技术的轨道车辆耐碰撞安全装置，具有良好的吸能性能和撞击稳定性，同时能降低车辆的撞击加速度，更有效地保护乘员安全，特别适用于高速轨道列车。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轨道车辆的安全装置，尤其涉及一种可适用于高速列 车的耐碰撞安全装置。技术背景目前，轨道车辆多设有防撞装置，以保证在遇到意外碰撞时，能避免 损失或尽可能降低损失。防撞装置的结构设计及其材料组成对于防撞功能的实现十分关键。公开号为CN249930公开日期为2002年7月10日的 中国技术专利公开了 一种磁悬浮列车防撞机构，该防撞机构由防撞墙 与车上缓冲装置构成，用于低速磁浮列车安全停放，但其吸能量有限，也 无吸能指标。防撞箱是一种用于高速轨道车辆的吸能防撞装置，通常由吸能箱、纵 梁和横梁等几部分组焊而成，其原理是通过横梁和纵梁将撞击载荷传递给 吸能箱后予以消耗，同时使结构在设定部位产生大变形以吸收撞击动能， 从而在撞击事故中保护乘员的安全。但是，经分析，发现这一类防撞箱往 往有以下几方面的问题(1) 横梁和纵梁及其连接强度较弱，难以承受较大障碍物相对撞击的 作用力，以致当碰撞发生后，它们将较早就发生失效而无法传递纵向力；(2) 由于横梁和纵向梁过早失效，吸收冲击动能量不大；(3) 冲击时作用力较大，不利于乘员的事故安全。近来有论文描述具有单方管、圆管状或单箱状的吸能防撞装置，但此类装置吸能量较小， 一般仅用于速度较低的城市轨道车辆(Markus Hecht. Influencing Factors at the Calculation of the Collision Pulse of a Regional Trainset. Prof. Dr.-ing. 6th International Symposium Passive Safety of Rail Vehicles-crashworthiness and Interior Design. Berlin, December 2006.)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种轨道车辆耐碰撞安全装置，通过 加强横梁和纵梁及其连接的强度，避免传力件的提前失效，从而增加和稳 定吸能性能。为了解决上述技术问题，本专利技术的轨道车辆耐碰撞安全装置，包括前 横梁、纵梁、副纵梁、主吸能箱和侧吸能箱，所述纵梁的一端与前横梁连 接，另一端与主吸能箱连接，所述副纵梁的一端与前横梁连接，另一端与 侧吸能箱连接，且该副纵梁位于所述纵梁的外侧，所述前横梁和纵梁为箱 型封闭梁，在该前横梁和纵梁的交接处设有焊接加强板，且所述纵梁侧面 挖有数个孔。本专利技术的轨道车辆耐碰撞安全装置，在高速运行、线路正面有障碍物与头车相撞时，可达到以下指标(1) 吸收较大的撞击动能，吸能量大于500KJ;(2) 冲击力较小，纵向力峰值在达到上述吸能量时小于30KN，有利 于保护乘员安全；(3) 结构变形稳定，改善了撞击性能，纵向行程大于530mm，同时，在达到上述指标参数情况下最大减速度小于22g，远小于国际上提出的乘员头部伤害标准值；(4)采用较成熟的技术，有效地降低了制造成本。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置的结构总平面图2是本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置的前端局部结构放大三维图3是本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置通过仿真获得的吸能曲线图4是本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置通过仿真获得的加速度曲线图。具体实施例方式如图1所示，本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置包括前横梁1、纵梁2、 副纵梁3、主吸能箱4和侧吸能箱5，所述纵梁2的一端与前横梁1连接， 另一端与主吸能箱4连接，所述副纵梁3的一端与前横梁1连接，另一端 与侧吸能箱5连接，且该副纵梁3位于所述纵梁2的外侧，所述前横梁l 和纵梁2为箱型封闭梁，在该前横梁1和纵梁2的交接处设有焊接加强板 6 (见图2)，且所述纵梁2侧面挖设有数个孔7，通过该孔7的作用使纵 梁变形有序，且增加变形距离，从而降低撞击加速度。本专利技术的耐碰撞安全装置在主要结构梁和吸能箱内部结构有特色， 主要表现在以下几方面(见图2):(1) 前横梁和纵梁为箱型封闭梁。(2) 横梁与纵梁的交接处采用焊接加强板的措施，增加了横梁与纵梁的连接强度。(3) 在纵梁侧面挖椭圆孔，从而在撞击时易于形成"塑性铰"，孔之 间应有适宜的间距，使结构在保持良好传力性能的同时也增加了变形量， 减小了撞击减速度。(4) 采用新型铝泡沫材料填充前横梁和纵梁，以稳定结构的吸能性能。(5) 主吸能箱和侧吸能箱内都采用铝管与隔板相结合的结构，结合方式具体为:整个吸能箱内的空间由多层横向与纵向的板组焊分隔成系列盒式小箱，再在所述空的盒式小箱内放置由挤压成管状薄壁结构组成的模 块，因中间主吸能箱吸能要求大一些，其盒式小箱内的模块壁比两侧吸能 箱的模块壁厚，该吸能箱的内部结构制造简单、经济，且有较佳的吸能性 能。(6) 纵梁与吸能箱采用螺栓连接，便于受损部件的更换且不影响耐 撞击性能。在碰撞过程中，前横梁首先承受车头与障碍物之间的碰撞力，再通过 纵梁将该力传递到吸能箱，因而纵梁是主要的受力件。为了尽可能多地消 耗撞击动能，本专利技术的耐碰撞安全装置设计两级吸能，第一级是由纵梁(包 括副纵梁)构成，纵梁设计为封闭箱型，内设填充材料，从而具有良好的 吸能特性和撞击稳定性；第二级为吸能箱，能吸收更多的动能， 一般在严 重的碰撞时才起作用。通过对本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置进行碰撞仿真，可以反映出其 良好的吸能效果及其他相关特性，尤其适用于高速磁浮列车。碰撞仿真的工况与条件是针对由于偶然因素线路上发生高度不大的障碍物，该障碍物的质量为200公斤，碰撞速度为360公里/小时，即100米/秒。由该碰 撞仿真获得的吸能曲线如图3所示，从图3可知，本专利技术装置在上述仿真 条件下，吸能量已接近500KJ，同时，由碰撞仿真获得的加速度曲线如图 4所示，从图4可看出，本专利技术装置的最大减速度小于22g。通过碰撞仿真得到的数据表明，本专利技术轨道车辆耐碰撞安全装置能达 到更好保护乘员安全的目标，其安全保护作用体现为(l)使结构在设定 部位产生大变形以吸收碰撞时发生的动能；(2)通过控制变形行程来减小 车辆减速度，使之控制在允许伤害值之内；(3)稳定的吸能性能。权利要求1.一种轨道车辆耐碰撞安全装置，包括前横梁、纵梁、副纵梁、主吸能箱和侧吸能箱，所述纵梁的一端与前横梁连接，另一端与主吸能箱连接，所述副纵梁的一端与前横梁连接，另一端与侧吸能箱连接，且该副纵梁位于所述纵梁的外侧，其特征在于，所述前横梁和纵梁为箱型封闭梁，在该前横梁和纵梁的交接处设有焊接加强板，且所述纵梁侧面挖设有数个孔。2. 如权利要求1所述的轨道车辆耐碰撞安全装置，其特征在于，所述 箱型封闭梁内充填有包括铝泡沫材料的填充物质。3. 如权利要求1所述的轨道车辆耐碰撞安全装置，其特征在于，所述 纵梁与主吸能箱通过螺栓连接。4. 如权利要求1所述的轨道车辆耐碰撞安全装置，其特征在于，所述 主吸能箱和侧吸能箱内的空间由多层横向与纵向的板组焊分隔成数十个 盒式小箱，并在该盒式小箱内放置由管状薄壁结构组成的模块。全文摘要本专利技术涉及轨道车辆的安全装置，公开了一种轨道车辆耐碰撞安全装置，包括前横梁、纵梁、副纵梁、主吸能箱和侧吸能箱，所述纵梁的一端与前横梁连接，另一端与主吸能箱连接，所述副纵梁的一端与前横梁连接，另一端与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轨道车辆耐碰撞安全装置，包括前横梁、纵梁、副纵梁、主吸能箱和侧吸能箱，所述纵梁的一端与前横梁连接，另一端与主吸能箱连接，所述副纵梁的一端与前横梁连接，另一端与侧吸能箱连接，且该副纵梁位于所述纵梁的外侧，其特征在于，所述前横梁和纵梁为箱型封闭梁，在该前横梁和纵梁的交接处设有焊接加强板，且所述纵梁侧面挖设有数个孔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪伦，王文斌，
申请(专利权)人：上海磁浮交通工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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