[发明专利]一种诱导式吸能装置设计方法

权利要求书

1.一种诱导式吸能装置设计方法，第一步、根据CRH系列动车车头的稳态力应保证2400kN且吸能量保证在1.68MJ的设计要求，结合有限元仿真，确定吸能装置的截面形状、长度和材料；第二步、根据吸能装置的基础参数，选择诱导分布方式、结构形式、结构大小的范围；第三步、将截面形状、长度和材料看成独立变量，通过有限元仿真，开展正交性试验，对其诱导效果进行优化，降低峰值力，改善变形模式，选出最优方案；具体设计步骤的顺序描述如下：

(1)、为保证吸能装置的吸能量能够达到1.68MJ，根据具体边界条件确定四个外径分别为560mm、494mm、428mm、360mm，长度1000mm，壁厚2.5mm的吸能管；所述吸能管为同轴、等间距嵌套结构，前端与防爬器内侧固定，尾端与安装板内侧固定；

(2)、确定吸能管所用材料，根据比吸能最大原则，选取轨道车辆常用材料SUS301L-HT不锈钢；

(3)、每个吸能管上的诱导变形孔沿圆周方向均布4个；

(4)、确定诱导方式为矩形诱导孔形式；

(5)、设定每个诱导孔的开孔长度范围以角度表示18°～72°；

(6)、设定每个诱导孔的宽度范围5mm～20mm；

(7)、设定每个吸能管的诱导孔距前端的距离范围80mm～200mm；

(8)、根据诱导孔开孔角度、诱导孔宽度及4个诱导孔各自距前端的距离这六个变量因素，设定评定吸能量/峰值力的目标R_EAF，开展六因素4水平正交性试验仿真，选出R_EAF最大的方案即最优方案；

(9)、确定每个诱导孔的开孔角度72°，宽度5mm；

(10)、确定每个吸能管上的诱导孔距的位置，由外到内的吸能管上的诱导孔距前端分别为140mm、200mm、80mm、200mm。

2.根据权利要求1所述的一种诱导式吸能装置设计方法，其特征在于：所述设计步骤顺序是基于控制变量法求解；设计步骤顺序为吸能管截面形状、材料、诱导预变形的分布方式、诱导预变形的方式、诱导预变形的大小、诱导预变形的位置，六个设计步骤对于诱导式吸能装置的效果影响程度依次降低。

3.根据权利要求1所述的一种诱导式吸能装置设计方法，其特征在于：所述诱导方式的最佳的方式为吸能管前部设有矩形的诱导孔。