碰撞仿真計算簡介一、碰撞仿真基本過程二、碰撞標準碰撞過程所依據的標準為EN15227,其中對碰撞工況、邊界條件、碰撞響應評價指標，碰撞障礙物都做了詳細的說明。表1鐵路車輛耐撞性設計分類類型定義車輛類型C-I在TEN線路，國際聯運或者是地區間線路上運行的車輛（含有平交道口）機車，客運列車，固定車組C—n僅在專用的線路上運行的城市列車，跟其它的公路交通沒有交叉的線路地鐵車輛c-m城市或者是地區間的輕軌線路，跟公路交通有一定交叉電車，城市周邊運行的電車c-w在城市專用線路上運行的輕軌車輛，跟公路交通有一定的交叉有軌電車

表2碰撞情況和碰撞障礙物碰撞情況設計碰撞障礙物運行線路要求碰撞速度碰撞對象及條件C-IC-IIc-mc-w1相同類型的車組所有線路36252515相同類型的車組280噸貨車裝有側緩沖器的車輛運行在混合線路36None25None參考附錄C.1對貨車具體描述129噸區間車輛裝有中心車鉤的車輛運行在混合線路NoneNone10None參考附錄C.2中地區車輛的代表315噸可變形障礙物TEN線路和有相似的帶有水平道岔的線路V-50k110NoneNoneNone參考附錄C.3大障礙物的代表3噸剛性障礙物城市線路但與公路交通沒分離NoneNoneNone25參考附錄C.4障礙物的代表4小的低的障礙物排障器可以清掃的線路參考表3None參考表3None參考6.5節

表3排障器的性能要求運行速度>160km/h140km/h120km/h100km/h-80km/h作用在中心線的靜載荷300KN240KN180KN120KN60KN作用橫向偏離中心線750毫米的靜載荷250KN200KN150KN100KN50KN如果運行速度與上面所給的值不一致，載荷的值可以通過插值法獲得。C180噸位貨車當車組與裝有緩沖裝置的貨車發生碰撞時，貨車應當由一個80噸的質量塊代替，這個質量塊只有一個運行方向一X方向的自由度。貨車橫截面幾何形狀如圖C1,端墻應假定為剛性。端墻上裝有邊緩沖器，其初始尺寸如圖所示，沖擊行程105毫米內的力一位移特性曲線如圖C.2所示。單位（毫米）1貨車端面2上軌面圖C1帶有緩沖器的貨車連接面Y力一兩個緩沖器，單位KNX位移，單位mm圖C2帶有緩沖器貨車的特性C315噸可變形障礙物在平交道口，車組與尺寸較大的障礙物發生碰撞時，障礙物可以在特殊的碰撞軟件中用一個完整的數值模型來等效代替。障礙物不被約束，如圖C5所示，用下列術語描述其特性：a）幾何形狀，如圖C5所示b）質量15000千克。）質心距軌面高度1750毫米d）A部分和B部分是否閉口不能確定e）質量和剛度沿軸向連續均勻分布f）對地面沒有摩擦g）如果障礙物表面摩擦需要模擬，摩擦系數設為0.2h）在模擬過程中可以不考慮車鉤的結構注1：為達到要求的性能，障礙物Z方向的密度和X方向的剛度可以改變

10006000100060001:上軌面；A,B:障礙物各部分圖C5可變形障礙物的幾何形狀當一個均勻實心的球體碰撞障礙物中心時，其剛度應與圖6所示的縱向力一一位移曲線的特性相匹配，球體應當滿足下面要求：a）撞擊物形狀一一直徑為3米的均勻實心球體（質心與軌面的高度為1.5米）b）撞擊物質量——50000千克c）撞擊速度為30m/sd）撞擊物只有縱向自由度（X方向）e）縱向力一一位移的特性曲線應當高于圖C6中給出的曲線注2力一一位移特性的測試應當在規定的條件下經60Hz的低通濾波器過濾。（接觸力的垂向分量沒有特別要求）Y縱向力，用Y縱向力，用KN單位X 球體的位移（X方向），用mm單位圖C6可變形障礙物的剛度碰撞響應評價指標（1）爬車。在碰撞過程中，不允許列車中任何一節車發生爬車現象。對于碰撞工況1，爬車極限的驗收標準是：在碰撞接觸點有40mm垂向偏移情況下（因靜態車組要比動態車組低），車輛的減速度和求生空間均能達到標準中的要求。整個碰撞模擬過程中，應當保證每個轉向架至少有一個輪對與鋼軌有效接觸。通過作圖可以知道，轉向架中至少有一個輪對與軌面的垂向位移不應超過名義輪緣高度的75%，否則上面的有效接觸不能實現。如果防爬單元在碰撞過程中可以完全起作用，且提供碰撞車輛間穩定的互鎖，以及將產生的最大界面力適當地傳遞到互鎖界面上，允許輪與軌面之間的距離高度達100mm。同時通過模擬還要確定防爬單元，以及隨后壓潰的吸能模塊能否吸收一定量的沖擊能量。（2）救生空間。吸能單元完全壓潰后，由結構形成的救生空間應保持完好，且該結構可以限制作用在救生空間上的最大力。允許車體結構局部有塑性變形和屈曲，但應確定這種塑性變形和屈曲是在一定范圍內，其目的是讓救生空間達到規定的下限值。當車組發生設計的碰撞情況時，救生空間的塑性變形應當控制在10%的范圍內，即每5m長的車體其變形不應超過50mm。如果車輛每端正好有5m長，則一輛車的總的變形可高達100mm。臨時的乘用空間，如門廳走廊，可作為變形吸能區，當某一縱向間隙的橫向尺寸超過250mm時，這個區域的變形不應超過30%。（3）減速度。在碰撞工況1和2下，救生空間的縱向平均減速度應小于5g，而在碰撞工況3下，救生空間的平均減速度應當小于7.5g。車組中每輛車的平均減速度與減速起始時間有關，起始作用時間是從作用在車輛的經接觸力剛超過零到經接觸力在此下降到零時。三、碰撞仿真模擬需要的資料（1）車體及轉向架三維模型。包括Tc車、M車、Mp車（如果和CIT400模型基本一樣，可以在CIT400車體結構上進行修改）。（2）車體及轉向架所用材料特性及在車體結構各部分材料的分布情況材料特性：密度、彈性模量、泊松比、屈服界限，應力一應變曲線以及和應變率有關的參數C、P等。（3）車體上設備重量分布情況（設備重量、重心位置、設備安裝位置，車體及轉向架的重量等）。（4