[发明专利]轨道车辆耐碰撞安全装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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CN2499304、公开日期为2002年7月10日的中国实用新型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(MarkusHecht.Influencing Factors at the Calculation of the Collision Pulseof a Regional Trainset.Prof.Dr.-ing.6th International SymposiumPassive Safety of Rail Vehicles-crashworthiness and InteriorDesign.Berl in，December 2006.)。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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发明作进一步详细说明。

图1是本发明轨道车辆耐碰撞安全装置的结构总平面图；

图2是本发明轨道车辆耐碰撞安全装置的前端局部结构放大三维图；

图3是本发明轨道车辆耐碰撞安全装置通过仿真获得的吸能曲线图；

图4是本发明轨道车辆耐碰撞安全装置通过仿真获得的加速度曲线图。

具体实施方式

如图1所示，本发明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1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。

本发明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。