DF_（8B）型机车碰撞过程计算机仿真分析

【摘要】：本文首先介绍了机车车辆碰撞事故的分类及特征,碰撞过程计算机仿真分析的方法以及国内外机车车辆碰撞研究的现状;从理论上对机车车辆碰撞过程计算机仿真所运用的基本力学方程、机车车辆结构的有限元离散、薄壳单元和离散弹簧—阻尼单元理论、显式积分算法、变形体与刚性墙碰撞理论以及碰撞接触理论进行了介绍;从有限元的角度对机车车辆几何模型的建立、单元划分和网格密度的控制、接触界面的定义、沙漏控制和时间控制以及应力波和人工体积粘性等进行了探讨,找出以上参数对计算仿真的效率与精度的影响;利用计算机仿真模拟薄壁结构的非正面(带有一定角度的正面,以下简称为非正面)碰撞过程,找出了薄壁结构的碰撞角度、横截面和壁厚等因素对吸能特性的影响,并对安装了由圆管组成的吸能装置的机车车体与刚性墙的非正面碰撞进行计算机仿真,从而得出,在非正面碰撞中,该吸能装置基本不起作用。 最后结合DF_(8B)型机车,分别建立了考虑转向架结构和考虑转向架质量的DF_(8B)型机车以10m/s和15m/s速度正面碰撞刚性墙的1/2和1/4仿真模型,分别进行了仿真分析,对四种情况下的仿真分析结果进行比较。结果表明,考虑转向架实际结构的机车碰撞刚性墙1/2有限元模型,更为准确的模拟了机车的正面碰撞过程。