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题名高速列车线路对撞试验前安全评估及试验验证研究
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作者
赵慧
许平
阳程星
南钊
李本怀
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机构
宁波大学海运学院
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出处
《铁道科学与工程学报》
2025年第10期4366-4375,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(U24B20121,52302460)
浙江省自然科学基金资助项目(ZCLQN25E0502)。
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文摘
在列车碰撞安全性研究中,线路碰撞试验是最具真实性和说服力的手段。为确保多编组列车线路碰撞试验安全实施,需在试验前精准预测列车碰撞姿态演化规律,系统评估脱轨风险并构建多层级安全防护体系。以5编组列车线路对撞试验为研究对象,基于MotionView多体动力学仿真平台,构建包含车辆悬挂、轮轨接触和吸能结构3个子系统的列车碰撞动力学模型。选取冲击速度(v)、吸能结构撞击平台力(F)及车辆初始横向偏移量(δ)作为关键变量,以车轮垂向抬升量作为脱轨评价指标,采用三因素三水平全因子试验设计方法构建27组仿真方案。仿真结果表明:当δ=20 mm或40 mm时,运动列车和静止列车呈现锯齿状的横向褶曲碰撞姿态,其中运动列车第2节车辆一位端转向架脱轨风险最高。极差分析进一步显示:δ对车轮垂向抬升量的影响最为显著,v次之,且二者均与脱轨风险呈显著正相关。在极端参数组合下(δ=40 mm且v=33 km/h),运动列车第2节车辆一位端转向架右侧两车轮垂向抬升量均超过21 mm,达到脱轨临界阈值。最后,基于风险量化评估结果,提出了相应改进措施,通过实施多重安全防护机制,成功完成5编组列车线路对撞试验。试验中,各车辆均未出现脱轨、爬车等不稳定行为,各界面均保持有效啮合,整体姿态稳定。本研究构建的碰撞安全评估方法可为后续开展更多编组、更高速度的列车线路碰撞试验提供理论依据和技术支撑。
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关键词
列车线路对撞试验
安全评估
脱轨风险
多体动力学模型
横向褶曲姿态
车辆脱轨
多级安全防护
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Keywords
train line collision test
safety assessment
derailment risk
multibody dynamic model
lateral buckling posture
vehicle derailment
multi-level safety protection
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分类号
U271.91
[交通运输工程]
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