[实用新型]一种挤压式吸能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于轨道车辆被动安全技术领域，涉及列车头部的被动安全装置。

背景技术

吸能装置是列车被动安全技术领域的重要组成部分，在提高列车被动安全性能上发挥着不可替代的作用，其基本原理一般是在车端安装吸能元件，通过碰撞过程中吸能元件发生不可逆的塑性变形或破坏来吸收碰撞能量，不同类型的吸能元件所采用的变形模式一般也不同。目前应用较为广泛的折叠式(或称压溃式)吸能装置是通过使结构在碰撞过程中发生类似于“手风琴”式的折叠塑性变形来吸收碰撞能量，达到减小车体变形程度和保护车内乘客安全的目的。中国专利申请号201110424043.9公开了唐山客车股份有限公司发明专利“排障吸能装置及动车组头车”中涉及一种带有吸能的排障器，在排障梁后端安装了吸能管和吸能支座，在碰撞过程中吸能管穿过支座发生挤压变形，达到吸收能量的目的。

目前常见的有以下几种：一、基于折叠变形的折叠式吸能装置，目前常用的压溃管、吸能盒等吸能装置都是基于这种变形模式。主要通过碰撞过程中结构发生弯曲塑性变形来吸收碰撞能量。由于在弯曲的前一阶段，弯曲刚度比较大，所以阻抗力随着压缩过程逐渐增大，当变形到一定程度时，管壁发生了塑性弯曲(变形过程有些类似于Euler屈曲的失稳)，导致阻抗力急剧下降，达到稳定状态后，管壁其他位置继续产生弯曲变形，继而失稳，如此往复，使得压溃式吸能装置在吸能过程中的阻抗力波动较大，这对乘客的安全是不利的。

二、基于蜂窝结构压溃的吸能块，是指在碰撞过程中通过蜂窝结构逐步压溃来吸收碰撞能量，该种结构虽然阻抗力较为平缓，但存在吸能容量小，设计吸能容量不易控制等缺陷。

三、基于翻卷变形的吸能管，这种吸能装置主要通过圆管向内或向外发生连续翻卷变形来吸收碰撞能量，其后期的阻抗力较为平缓，但在变形前期(即触发变形时)会出现一个较大的峰值，这种峰值也会对乘客安全造成不良影响。

根据仿真试验，由于折叠式吸能装置变形过程中特有的屈曲失稳会导致传递给车体的阻抗力有较大波动，这对乘客的人身安全是不利的。鉴于现有技术存在的以上不足，设计了一种基于“挤压变形”的吸能装置是有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种挤压式吸能装置，它能有效地解决列车受到碰撞时阻抗力有较大波动的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种挤压式吸能装置，包括与安装板垂直固定的吸能管，安装板设有上、下两排圆形安装孔，吸能管为具有均匀壁厚的圆管，圆管的一端为变直径开口端，另一端为等直径封闭端；吸能管的开口端通过连接法兰与安装板垂直固定；连接法兰的外径设有台阶，内径为变径通孔，该变径通孔与吸能管的开口端外径过盈配合，连接法兰的一端嵌入安装孔，所述台阶端面与安装板通过焊接固定。

所述安装板上设有上二、下四两排圆形安装孔。

所述安装板上设有螺栓孔。

其中，所述连接法兰为圆形法兰。所述连接法兰内部变径通孔与吸能管开口端外径吻合，尺寸略小于吸能管开口端外径，所述吸能管开口端嵌入变径通孔通过过盈配合固定到连接法兰上。

如上所述挤压式吸能装置，其中，所述安装板上开有圆形安装孔，所述连接法兰嵌入安装孔并通过焊接方式固定在安装板上。所述安装板上开有螺栓孔，通过螺栓将整个吸能装置连接到车体上。

在碰撞过程中，吸能管在撞击力的推动下穿过连接法兰的变径通孔，在连接法兰变内径通孔的诱导下发生挤压变形来吸收碰撞能量。此种吸能装置具有阻抗力变化平缓的优点，弥补了传统折叠式吸能装置所存在的不足，能更好地保护司机及车内乘客的安全。

本实用新型与现有技术相比的效果和优点在于：所述挤压式吸能装置在碰撞过程中阻抗力变化平缓，峰值小，无剧烈波动，且阻抗力、吸能行程与吸能管几何参数直接相关，吸能容量设计方便。是一种比较理想的吸能模式。

附图说明

图1为本实用新型三维视图。

图2为本实用新型法兰三维视图。

图3为本实用新型连接法兰剖视图。

图4为本实用新型吸能管剖视图。

图5为本实用新型安装板三维视图。

图6为本实用新型单元剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

为适应牵引车前端轮廓，该吸能装置设有安装板3，安装板3上开有六个圆形安装孔4，并开有与车体连接的螺栓孔5。