一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法技术

本发明专利技术提供一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法，其包括：确定碰撞场景区域以及研究对象；构建耦合多刚体模型并设定人体碰撞边界条件，再进行数值仿真得到各个碰撞场景区域内碰撞前乘员的碰撞运动参数；构建研究部位‑地板耦合有限元模型，并进行仿真计算得到乘员研究部位的损伤指标；其中，改变地板摩擦系数，并分别执行上述步骤得到在不同地板摩擦系数下各个碰撞场景区域内各类研究对象研究部位的损伤指标；基于损伤指标确定各个碰撞场景区域的区域最优摩擦系数。本发明专利技术设计出的地板考虑到地板摩擦系数在二次碰撞中对人体损伤程度的影响，进而得到各个区域最优摩擦系数，大大减轻碰撞过程中的人体损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法
本专利技术属于列车碰撞
，尤其是涉及一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法。
技术介绍
现代列车安全保障水平已有大幅度提升，但碰撞事故仍无法完全避免，具不完全统计，仅21世纪，世界各地发生多起列车碰撞事故。一旦发生碰撞事故，将造成巨大人员伤亡。一般来说，列车安全问题可以分为两类：主动安全和被动安全。主动安全是指，在车辆上安装各种预警装置，让人们提前发现问题，解决问题，将列车碰撞事故的可能性降到最低；被动安全是指在发生事故时最大限度地保护乘员不受伤害，根本上来说就是保障碰撞乘员安全问题，主要又分为一次碰撞损伤(碰撞事故发生后，碰撞产生的加速度本身已经超出了人体的耐受极限)和二次碰撞损伤(碰撞事故发生后，车体的减速度造成乘员与车体内饰或其他乘员发生撞击)。在碰撞中造成乘员伤亡的原因主要有两个：一是由于车辆结构完整性的破坏、客室变形、乘员生存空间被挤压、碰撞过程中被抛出车厢；另一个是乘员与车辆内饰的二次碰撞或与约束系统的相互作用造成的损坏。乘员二次碰撞是指在碰撞过程中，乘员继续以一定速度与列车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤S1：确定碰撞场景区域以及研究对象，其中，根据列车内的乘员在列车不同区域的姿态对列车进行区域划分，研究对象为碰撞场景区域内的乘员；/n步骤S2：基于列车内所述碰撞场景区域以及研究对象构建耦合多刚体模型并设定人体碰撞边界条件，再进行数值仿真得到各个碰撞场景区域内碰撞前乘员的碰撞运动参数；/n步骤S3：基于研究对象的研究部位构建研究部位-地板耦合有限元模型，并进行仿真计算得到乘员研究部位的损伤指标，其中，将所述乘员的碰撞运动参数作为研究部位-地板耦合有限元模型的边界条件；/n其中，改变地板摩擦系数，并分别执行步骤S2-...

【技术特征摘要】
1.一种基于人体损伤变摩擦的列车地板设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤S1：确定碰撞场景区域以及研究对象，其中，根据列车内的乘员在列车不同区域的姿态对列车进行区域划分，研究对象为碰撞场景区域内的乘员；
步骤S2：基于列车内所述碰撞场景区域以及研究对象构建耦合多刚体模型并设定人体碰撞边界条件，再进行数值仿真得到各个碰撞场景区域内碰撞前乘员的碰撞运动参数；
步骤S3：基于研究对象的研究部位构建研究部位-地板耦合有限元模型，并进行仿真计算得到乘员研究部位的损伤指标，其中，将所述乘员的碰撞运动参数作为研究部位-地板耦合有限元模型的边界条件；
其中，改变地板摩擦系数，并分别执行步骤S2-步骤S3得到在不同地板摩擦系数下各个碰撞场景区域内各类研究对象研究部位的损伤指标；
步骤S4：基于不同地板摩擦系数下各个碰撞场景区域内各类研究对象研究部位的损伤指标确定各个碰撞场景区域地板的区域最优摩擦系数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：若列车为城轨、城轨、地铁，列车上的碰撞场景区域包括：站立乘员吊环扶手区域，坐姿乘员区域，站立乘员水平扶手区域，无扶手区域，站立乘员垂直扶手区域；若列车为火车、高铁、动车，列车上的碰撞场景区域包括：非载人区域，站立乘员区域，坐姿乘员区域。


3.根据权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：许平，许拓，徐忠宣，张方涛，邢杰，
申请(专利权)人：中南大学，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43