[01552928]列车耐撞性整体提升方法及装置

该项目属轨道交通运输领域，涉及铁路运输安全工程、机车车辆工程、固体力学、计算力学等多个学科。 列车碰撞事故造成的重点人员伤亡触目惊心，世界各国都在研制耐冲击吸能车体、研发专用吸能结构来耗散冲击动能，轨道列车碰撞安全速度不断提高。 该项目围绕“更高列车碰撞速度下乘员安全保护”这一目标，针对列车在碰撞过程中可能出现的各车辆吸能能力不匹配造成局部严重损坏，爬车、脱轨、掉线等二次碰撞，吸能结构能力不足导致乘员空间骤减等三类问题，分别从理论方法、关键技术、装置研制三个层次开展研究，攻克三大关键技术难题：1)列车能量耗散整体协调匹配，即实现列车各车辆吸能能力都达到极限，列车吸能结构均完全破坏而车辆主体结构基本保持完整；2)列车碰撞轨迹保持，即防止在碰撞过程中列车爬车、脱轨、掉线等后继事故；3)单车结构耐撞性提升，即不改变车辆结构而使车辆吸能能力大幅提升。 该项目已获授权发明专利7项、PCT专利1项、实用新型专利4项。已申请发明专利7项，申请美国、欧盟、俄罗斯发明专利5项。发表SCI论文32篇。 该项目提出了碰撞力流/能量流协同控制的能量耗散技术，在不改变车辆主体结构的前提下，实现列车头车和机次位车均达到吸能能力极限，解决列车整体能量耗散协调匹配难题；提出了列车碰撞轨迹自保持技术，包括被动凸凹嵌套动态自适应对心防爬车技术、多点约束防脱轨技术、结构剪切耗能防掉线技术，有效避免了列车爬车、脱轨和掉线事故；提出了结构塑变段内排除、刚度控制的吸能技术，发明系列冲击力效率和压缩比接近100%的大功率吸能结构，实现不改变车辆主体结构的情况下大幅提升车辆耐撞性。 该项目技术发明在以下关键指标方面达到国际领先： 城轨列车碰撞安全速度从25km/h提升到36km/h，吸能能力提升了107%； 重联动车组在36km/h速度下发生碰撞时，车辆主体结构依然完整，前8节车能量耗散提升近1倍； 列车撞击点垂向、横向偏置允许值超过40mm，实现动态自适应对中，突破了垂向偏置仅为40mm的极限； 单个轮对允许完全脱离轨道，垂向爬升高度极限达42mm，远大于国际标准中规定的只允许一个轮子垂向抬升21mm的极限； 吸能结构行程比接近100%，远超国际上75%的限值，单车吸能量提升25%以上。 该项目提出了具有完全自主知识产权的列车耐撞性整体提升方法，构建了以列车碰撞吸能，防爬、防脱轨、防掉线等轨迹保持技术为核心的列车碰撞安全保护体系，有效降低了列车碰撞乘员面临的生命威胁，显著提高了轨道交通载运工具碰撞安全性，同时提升了国内机车车辆、城轨列车、高速动车组的国际竞争力，具有重大的社会经济效益和广阔的应用前景。