一种轨道车辆端部承载吸能结构及轨道车辆制造技术

本发明专利技术涉及一种轨道车辆端部承载吸能结构及轨道车辆，包括端部底架、司机室骨架和吸能装置，在所述端部底架上沿车体纵向方向由前至后设置有N级递进式用于诱导变形的开口槽，N≥2。本发明专利技术通过对端部底架结构的优化设计，使端部底架不但具有良好的传递纵向力的性能，同时具备多级递进式吸能特点，在发生碰撞时可产生有序可控的塑性变形来吸收能量，不但有利于提高吸能效果，而且对于整车吸能容量及防爬能力提供有效支撑，确保灾害冲击工况下的能量吸收，避免爬车风险，保证乘员安全。

A kind of end bearing energy absorption structure of rail vehicles and rail vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆端部承载吸能结构及轨道车辆
本专利技术涉及一种轨道车辆端部承载吸能结构，属于轨道车辆制造

技术介绍
近年来，随着国内轨道交通的快速发展，对车辆的运营安全要求也不断提升。轨道交通车辆质量大、编组长，一旦发生碰撞事故，其巨大的撞击动能会造成不堪设想的后果。列车安全运营应考虑两部分：主动安全和被动安全。主动安全主要包括列车的网络及列控系统、合理健全的铁路信号及报警系统、铁路限界安全防护等措施，目的是通过线路管理来实现列车线路运行安全。被动安全是车辆为乘客提供的最后一道保护装置，主要通过在车辆碰撞吸能系统，最大限度地保证司乘人员的生存、逃生空间以及司乘人员的安全。当铁道车辆发生碰撞事故后，在碰撞过程中由于被动安全保护的需要，初始碰撞动能要被完全吸收或耗散，车辆结构必须满足一定的耐撞性要求。一个设计良好的耐撞性结构必须以可控制的方式吸收或耗散全部撞击动能。同时，车辆发生撞击时，“爬车”是普遍存在的一种列车撞击响应行为，为了有效抑制车辆的爬车，各主机厂通过设计不同的端部吸能结构来实现吸能装置的有效吸收来降低车辆爬车的风险，达到保护乘员的目的。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是，提供一种具有良好的传递纵向力性能，在发生碰撞时可产生有序可控的塑性变形来吸收能量，避免爬车风险，保证乘员安全的轨道车辆端部承载吸能结构，同时提供一种具有该吸能结构的轨道车辆。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种轨道车辆端部承载吸能结构，包括端部底架、司机室骨架和吸能装置，在所述端部底架上沿车体纵向方向由前至后设置有N级递进式用于诱导变形的开口槽，N≥2。进一步，所述端部底架包括端梁、纵梁和横梁，所述端梁位于端部底架的最前端整体呈弧形，端梁的两端与车体边梁固定连接，横梁与端梁平行，纵梁至少为一根并垂直安装在横梁与端梁之间，在所述纵梁上设置有N级第一开口槽，在所述端梁的车体横向上的两侧分别设置有N级第二开口槽。进一步，同一级的所述第一开口槽和第二开口槽的中心线与车体最前端的距离相同。进一步，所述司机室骨架由多个水平梁和垂直梁交错组成，在所述水平梁上开有用于诱导变形的至少一级第三开口槽，所述第三开口槽与第一开口槽和第二开口槽对应设置，所述第三开口槽的中心与对应的第一开口槽和第二开口槽的中心线与车体最前端的距离相同。进一步，所述纵梁为口型型材结构，所述第一开口槽由型材的四个棱边向中心挖矩形开口槽形成。进一步，所述端梁为一体折弯结构，与车体边梁连接的两端部具有断面高度增加的加强部，在加强部上开设有N级第二开口槽，第二开口槽为U形槽，第二开口槽槽底的切线方向与端梁的切线方向平行。进一步，所述吸能装置为两组，安装在车体横向上的两侧，所述吸能装置包括防爬器、吸能体及吸能体安装座，所述吸能体安装座与车体边梁和牵引梁固定连接，两个吸能体安装座之间安装车钩安装座，两侧的吸能体安装座与所述横梁固定连接。进一步，所述开口槽沿车体纵向方向由前至后设置有三级。进一步，第一级的开口槽中心距离车体前端部105mm，第二级的开口槽中心距离车体前端部355mm，第三级的开口槽中心距离车体前端部605mm。本专利技术的另一个技术方案是：一种轨道车辆。安装有如上所述的端部承载吸能结构。综上所述，本专利技术提供的一种轨道车辆端部承载吸能结构及轨道车辆，与现有技术相比，具有如下优点：(1)本专利技术通过对端部底架结构的优化设计，使端部底架不但具有良好的传递纵向力的性能，同时具备多级递进式吸能特点，且递进顺序由前至后依次发生，撞击发生时，整个吸能结构可按预期设计的过程一级一级地发生有序的塑性变形来耗散冲击动能，不但有利于提高吸能效果，而且对于整车吸能容量及防爬能力提供有效支撑，确保灾害冲击工况下的能量吸收，避免爬车风险，保证乘员安全。(2)本专利技术是一种整体式车端防爬吸能方案，通过端部底架、司机室骨架及吸能装置共同作为车体前端的吸能部件，不但承载面积大，而且力级变化递进增加，同时也保证了车辆在撞击发生时，确保端部底架和司机室骨架的变形与吸能装置的变形相互不发生干涉，二者独立运行，提高吸能效果。附图说明图1是本专利技术的车体端部吸能结构示意图一；图2是本专利技术的车体端部吸能结构示意图二；图3是图1的仰视图。(请提供以上附图的CAD图或线条图)如图1至图3所示，端部底架1，司机室骨架2，水平梁2a，垂直梁2b，吸能装置3，端梁4，加强部4a，纵梁5，横梁6，车体边梁7，第一开口槽8，第二开口槽9，地板10，防爬器11，吸能体12，吸能体安装座13，牵引梁14，车钩安装座15，减重孔16，小横梁17。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：如图1至图3所示，一种轨道车辆端部承载吸能结构，包括端部底架1、司机室骨架2和吸能装置3，在端部底架1上沿车体纵向方向由前至后设置有N级递进式的用于诱导变形的开口槽，其中，N≥2，本实施例中，优选N＝3。具体地，吸能装置3为两组，安装在车体横向上的两侧，每组吸能装置3均包括最前端的防爬器11、吸能体12及吸能体安装座13，吸能体安装座13一端与车体边梁7焊接固定连接，另一端与底架牵引梁14焊接固定连接，吸能体安装座13为由多块板材料拼接焊接而成的箱形结构，吸能体安装座13的内部布置有多个加强筋板(图中未示出)，吸能体12的后端安装在吸能体安装座13上，吸能体12的前端安装防爬器11，两个吸能体安装座13之间安装车钩安装座15。该吸能装置3的结构为整体式结构，具有防压溃功能，确保吸能结构正常动作。吸能体12优选采用蜂窝夹层吸能结构，吸能体12的外壳内部设置有多块平行的隔板，每两个隔板之间填充铝蜂窝，吸能体12的中心设置十字形或工字形的导向杆，吸能体12设计平均力级不超过350kN±10％，设计长度≮1000mm。吸能体12不限于蜂窝夹层吸能结构，也可以采用切削吸能结构、膨胀吸能结构、溃缩吸能结构等。端部底架1包括端梁4、纵梁5和横梁6。其中，端梁4位于端部底架1的最前端且整体呈弧形，端梁4的两端与两侧的车体边梁7焊接固定连接，横梁6与端梁4平行，纵梁5为平行的两根，沿车体中心线位置对称布置，两根纵梁5垂直安装在横梁6与端梁4之间，纵梁5的前后两端与端梁4和横梁6均焊接固定连接。由端梁4、两根纵梁5及横梁6、两根小横梁17形成整体式的框架承载结构，共同实现对前端地板及地板上方司机室操纵台等结构和装置的承载功能。在端梁4和两根纵梁5上均设置有N级用于诱导变形的开口槽。如图2所示，在两根纵梁5上分别设置有N级第一开口槽8，在端梁4的车体横向上的两侧分别设置有N级第二开口槽9。本实施例中，优选，第一开口槽8和第二开口槽9均由车体的前端向后各设置三级，三级采用递进式结构。如图2和图3所示，两根纵梁5采用口型型材结构，每根纵梁5上由前向后开设三级第一开口槽8，每级的第一开口槽8均由口型型材的四个棱边向型材轴向中心方向挖矩形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道车辆端部承载吸能结构，包括端部底架、司机室骨架和吸能装置，其特征在于：在所述端部底架上沿车体纵向方向由前至后设置有N级递进式用于诱导变形的开口槽，N≥2。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆端部承载吸能结构，包括端部底架、司机室骨架和吸能装置，其特征在于：在所述端部底架上沿车体纵向方向由前至后设置有N级递进式用于诱导变形的开口槽，N≥2。


2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆端部承载吸能结构，其特征在于：所述端部底架包括端梁、纵梁和横梁，所述端梁位于端部底架的最前端整体呈弧形，端梁的两端与车体边梁固定连接，横梁与端梁平行，纵梁至少为一根并垂直安装在横梁与端梁之间，在所述纵梁上设置有N级第一开口槽，在所述端梁的车体横向上的两侧分别设置有N级第二开口槽。


3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆端部承载吸能结构，其特征在于：同一级的所述第一开口槽和第二开口槽的中心线与车体最前端的距离相同。


4.根据权利要求3所述的一种轨道车辆端部承载吸能结构，其特征在于：所述司机室骨架由多个水平梁和垂直梁交错组成，在所述水平梁上开有用于诱导变形的至少一级第三开口槽，所述第三开口槽与第一开口槽和第二开口槽对应设置，所述第三开口槽的中心与对应的第一开口槽和第二开口槽的中心线与车体最前端的距离相同。


5.根据权利要求2所述的一种轨道车辆端部承载吸能结构，其特征在于：所述纵梁为口型型材结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：车全伟，蒋欣，田洪雷，赵士忠，王晋乐，于洋洋，张成功，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37