[发明专利]一种波纹式复合吸能装置及具有该装置的轨道车辆

说明书

本发明公开了一种波纹式复合吸能装置及轨道车辆，装置包括防爬齿板、吸能组件及后挡板，防爬齿板的背面连接导向杆，吸能组件包括波纹式塑变吸能组件和增强式吸能组件，波纹式塑变吸能组件为具有一中心通孔的柱体，其由若干相间设置的导向塑变管和波纹板围设而成，增强式吸能组件套设于中心通孔内，导向杆的自由端穿过导向塑变管后插设于后挡板上开设的导向通孔中固接，使吸能组件的两端分别与防爬齿板和后挡板接触。具有上述装置的轨道车辆能按照预设的波纹路径稳定有序可控地发生，相对传统的吸能结构本发明具有更稳定的载荷——位移曲线，其没有过高的初始峰值力，能有效地避免在冲击吸能过程中产生瞬间较大的载荷，进一步降低对乘员和车体的损害。

技术领域

本发明涉及轨道车辆的被动安全防护技术领域，尤其涉及波纹式复合吸能装置及具有该装置的轨道车辆。

背景技术

轨道交通是国民经济的命脉，同时，我国的高铁网络渐趋完善，获得的巨大经济、社会效益也变得举世瞩目，这为出口轨道设备、轨道系统等产品树立了极佳的示范榜样。

在这种发展趋势的促进下，为了更好地满足人类的需求，轨道列车运行的安全性应该引起人们足够的重视。一旦列车发生碰撞，其巨大的动能将导致多车辆耦合性冲击。产生碰撞后，连接的车厢会接二连三地与前面车厢发生接触式碰撞。特别是，高速列车运行时的碰撞将导致更严重的伤害。由于铁路列车事故原因的复杂性，单靠主动安全措施并不能保证避免事故发生。因此，为了降低难以制止的列车碰撞事故的损失，有必要依据轨道列车耐撞性的研究分析结果来设计研发优良的耐撞性结构部件。

基于此，依据马蹄壁微观组织结构特征，设计了一种波纹式复合导向吸能装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，拆装方便，变形稳定、有序、可控，初始峰值力低且吸能效率高的波纹式复合吸能装置及及具有该装置的轨道车辆。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种波纹式复合吸能装置，包括防爬齿板、吸能组件以及后挡板，所述防爬齿板的背面垂直连接有若干导向杆，所述吸能组件包括波纹式塑变吸能组件和增强式吸能组件，所述波纹式塑变吸能组件为具有一中心通孔的柱体，其由若干相间设置的导向塑变管和波纹板围设而成，所述增强式吸能组件套设于所述中心通孔内，所述导向杆与导向塑变管的数量一致，导向杆的自由端通过间隙配合穿过对应的导向塑变管后插设于后挡板上开设的导向通孔中并通过紧固件固接，使所述吸能组件的两端分别与防爬齿板和后挡板接触。

作为本发明的进一步改进：

优选的，所述柱体为由四根导向塑变管和四块波纹板相间焊接形成的四棱柱，所述波纹板的波纹延伸方向与导向塑变管的长度方向一致，且所述导向塑变管和波纹板的长度一致。

优选的，所述防爬齿板的背面焊接四个限位柱，各限位柱的端部均焊接一所述的导向杆；所述后挡板上于与防爬齿板相对的一面设有四个与相应导向通孔同轴的限位盲孔；所述限位柱和限位盲孔的几何形状均与所述导向塑变管的形状相一致，导向塑变管的一端通过过渡配合套设于限位柱上且端部与防爬齿板之间形成紧密接触，另一端插设于对应的限位盲孔内与后挡板之间形成封闭式紧密贴合接触。

优选的，所述导向塑变管、限位柱、限位盲孔、导向杆均为形状相对应的圆形、方形、外凸多边形、正八边形、十字形或内凹多边形。

优选的，所述导向塑变管的外径为L/N，波纹板是由y＝Asin(2πN/L*x)来控制的，其中：L为波纹式塑变吸能组件的轴向长度，N为波纹板的波纹波数，A为波纹板的波纹幅值。

优选的，所述增强式吸能组件为压溃式塑性变形结构，包括蜂窝结构、泡沫铝或多胞吸能管；增强式吸能组件与波纹式塑变吸能组件的长度一致。