有軌電車和輕軌車輛的防碰撞性

城市有軌電車設(shè)計規(guī)定了2個能量吸收階段。可以再用的第一階段采用液壓緩沖器,吸收能量 35kJ。不可再用的第二階段采用一個可壓碎的鋁制擠壓件,最多可以吸收能量100kJ。最大總位移約500mm。

市郊車碰撞情況的能量吸收分4個階段。第一階段緩沖器也是吸收能量35kJ。其他階段都是不可再用的。側(cè)緩沖器吸收能量 160kJ,中央的鋁蜂窩結(jié)構(gòu)進一步吸收能量64kJ。這2個單元均設(shè)計成可更換模塊。最后階段通過車體結(jié)構(gòu)前端的一個壓碎區(qū)吸收能量,最大可吸收能量 600kJ。這種情況下的最大位移為700mm。

當然,在任何給定的碰撞中,實際吸收的能量將取決于特定的碰撞情景,因為各個能量吸收單元所的作用是不同的。

模塊設(shè)計方法除了能縮短特殊型式車體的設(shè)計過程并提高制造生產(chǎn)率外,還在認證方面具有重要優(yōu)勢?？梢栽诓考囼炿A段評估模塊的碰撞性能。

4 實際驗證

為了驗證 多 體 動 力 學 和 有 限 元 計 算,003 年 11月在波蘭的日米格魯?shù)略囼炛行倪M行了實物碰撞試驗(圖3、圖 4、圖 5),并 在 英 國 的 汽 車 制 造 業(yè) 研 究 協(xié) 會(MIRA)實驗室進行了滑行試驗。目的是通過有代表性的實際試 驗 來 驗 證 計 算,為 此 選 擇 了 碰 撞 情 景 C2和 P1。情景 C2被簡化成端部安裝了試驗司機室的單個車輛以14km/h速度撞擊一面剛性墻壁。

圖3 城市有軌電車司機室模塊的實物碰撞試驗

圖4 市郊車司機室模塊的碰撞試驗

城市有軌電車試驗的結(jié)果與計算階段預計的性能一致。市郊車的變形有輕微的差別,這要通過對試驗條件的進一步理解來解釋。

圖5 可變形的側(cè)面和中央能量吸收單元安裝在市郊車上,作為液壓緩沖器之后的第二道防線

5 車內(nèi)布局

為了提高車輛司乘人員和旅客的生存可能性,限制旅客和車內(nèi)設(shè)備感覺到的加速度水平是很重要的。在這種情況下,站立旅客是最易受到傷害的。

目前有軌電車的車內(nèi)布局表明,客室的設(shè)計存在許多缺陷,在 事 故 中 會 對 旅 客 構(gòu) 成 嚴 重 的 安 全 威 脅。Safetram 項目審查了各種車內(nèi)布局,并將在其最終報告中提出一套安全改進建議,這些改進將通過建立動力學模型和滑行試驗來評估。

防止二次碰撞中的損傷要求考慮車內(nèi)布局,以及人對沖擊力和加速度的反應(yīng)。站立旅客的生物力學是全新的、富有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。

Safetram 項目 最 后 階 段 的 工 作 是 采 用 混 合 人 體II型模型進行一系列滑行試驗。這些試驗分 別 由 法國國營鐵路于2003年8月在INRETS 進行,以及由英國 MIRA 實 驗 室 于 2003 年 12 月 進 行。通 過 使 用 動力學模型來計算就座旅客和司機的行為和反應(yīng),從而確定規(guī)定碰撞情景下出現(xiàn)的損傷。